炭黑填充橡胶的微观导热机理及逾渗效应

炭黑填充橡胶广泛应用于橡胶工业，对该胶料滞后生热和导热性能的研究是目前的热点。本课题围绕炭黑填充橡胶的导热性能和导热机理，基于炭黑的优良导热特性，从导热网络的角度开展研究。拟采用扫描电子显微镜观察材料的微观结构、炭黑与基体材料在界面处的粘合特性，揭示炭黑表面特征与结构特性对导热网络形成的影响规律。从宏观的逾渗理论和微观的量子力学理论出发，探究炭黑填充橡胶材料的导热机理并对其进行科学表征，建立适用于这种材料的导热模型，对其进行数值模拟，以期得到不依赖于配方实验的热导率方程。以此为科学依据，选择合适的加工工艺、恰当的炭黑结构和用量，使填充橡胶获得较好的导热网络，得到具有低生热高导热综合性能的炭黑填充橡胶复合材料。其中，炭黑的表面特性与结构特征及其与基体橡胶的粘合特性对形成的导热网络的影响，及由此对导热机理的探讨，获取具有低生热、高导热性能的炭黑填充橡胶是本课题的研究核心和主要创新点。