粕纤维增强epdm复合材料结构与性能的研究

《粕纤维增强epdm复合材料结构与性能的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、2006年吴卫东等芳纶浆粕纤维增强EPDM复合材料结构与性能的研究113芳纶浆粕纤维增强EPDM复合材料结构与性能的研究吴卫东1。钦焕宇2。田明1。周彦豪3。张立群¨(1．北京化工大学先进弹性体材料研究中心(CAEM)，北京化工大学100029)(2．黑龙江富锦市橡胶有限责任公司，黑龙江富锦市156100)(3．广东工业大学材料与能源学院，广东省广州市510090)摘要：讨论了具有独特微／纳米纤维结构的芳纶浆粕纤维增强三元乙丙橡胶复合材料的微观结构与宏观性能的关系．通过研究芳纶浆粕纤维用量、芳纶浆粕品种和结构等因素对复合材

2、料常温和高温拉伸力学性能、DMTA动态力学性能、RPA加工性能以及复合材料微观结构形态的影响，探讨了新型芳纶浆粕微／纳米纤维对三元乙丙橡胶增强的机理及应用规律。研究了具有独特纳米短纤维结构的纤维状硅酸盐(FS)作为补强填料，对芳纶浆粕纤维增强EPDM复合材料力学性能的影响规律，同时与纳米粒子填料一白炭黑进行了对比研究．此外，还对比研究了尼龙短切纤维与芳纶浆粕纤维对EPDM基质的高温增强性能。关键词：芳纶浆粕；短纤维；复合材料；高温力学性能关于纤维素、尼龙、聚酯、芳纶等纤维直径在10微米以上的传统有机短纤维增强橡胶复合材料结

3、构与性能的研究，国外工作者们自1970年以来就进行了大量的研究[1~4]。北京化工大学先进弹性体材料研究中心自从1986年以来对尼龙、聚酯、维尼纶、纤维素等各种有机短纤维增强橡胶复合材料的结构、性能及其应用进行了大量的研究[5卅]，为了改善传统有机短纤维增强SFRC材料性能上的某些不足，比如：加工粘度高，制品表观差，动态力学性能较差，耐高温性差等，北京化工大学先进弹性体材料研究中心进行了新型超细芳纶浆粕短纤维[10~12]和新型纤维状硅酸盐纳米短纤维[13-143增强弹性体复合材料的研究，在短纤维结构解离分散技术方面取得了

4、很大进展，对这些新型短纤维增强弹性体的机理进行了深入的研究。三元乙丙橡胶(EPDM)是一种耐热性耐老化性良好的橡胶品种，目前国内汽车传动带大都采用氯丁橡胶(CR)，但随着国内汽车工业的迅猛发展，汽车用传动带的长期工作温度一般会在作者简介：吴卫东(1967一)，江苏滨海人，博士研究生，研究课题为芳纶桨粕预处理技术及其增强橡胶复合材料结构性能应用的研究．多年从事聚合物基材料的配方研究。*通讯联系人100℃左右，因此，国外已经基本上采用耐热耐老化性更好的三元乙丙橡胶来取代氯丁橡胶作为汽车用传动带的基质橡胶品种。而目前国内短纤维增

5、强橡胶复合材料的主要应用领域就是传动带，因此，研究具有独特超短超细纤维结构、耐高温的芳纶浆粕纤维对三元乙丙橡胶的增强性能，并将芳纶浆粕纤维应用于EPDM基传动带，具有迫切的现实意义。EPDM是一种非极性橡胶，我们对芳纶浆粕纤维增强CR、HNBR极性橡胶基质的试验研究结果表明[10~12]，通过适当的芳纶浆粕纤维表面预分散处理技术，可以使芳纶浆粕超细纤维均匀分散在极性的CR或HNBR基质橡胶中，芳纶浆粕纤维具有非常高的常温和高温模量增强效率，并能提高复合材料的高温拉伸强度。实际上，研究芳纶浆粕纤维对EPDM基质的高温力学性能

6、更有实际应用意义，同时，极性的芳纶浆粕超细纤维是否能在非极性的EPDM基质中良好分散并保持良好伸展状态，是否还能具有很高的高温增强效率，也是令人非常关注的研究内容。在本文试验中，我们还特别研究了具有独特纳米短纤维结构的纤维状硅酸盐(FS)作为补强填料，对芳纶浆粕纤维增强EPDM复合材料力学性能的影响规律，同时与纳米粒子填料一自炭黑进行了对比研究；此外，还对比研究了尼龙短切纤1142006年橡胶新技术交流暨信息发布会维与芳纶浆粕纤维对EPDM基质的高温增强性能。l试验部分1．1材料芳纶浆粕纤维：芳纶浆粕纤维以HAP型芳纶浆粕

7、预分散体的形式加入，HAP芳纶浆粕预分散体是以未处理的芳纶浆粕产品为基础，按照本论文提出的润滑渗透隔离预处理方法制备而成，预分散体中芳纶浆粕纤维含量为33．3％。未处理芳纶浆粕4个品种技术指标如下；EJ-201的比表面积约14m2／g，EJ-lOl的比表面积为7m2／g，主干纤维长度均为lmm，上海依极科技有限公司生产，芳纶浆粕预分散体分别表示为HAP201和HAPl01；未处理的芳纶浆粕分别表示为AP201和APl01。Twaron-3091的比表面积约1ln12／g，Tw—aron-1095的比表面积约7m2／g，主干

8、纤维长度约lmm，荷兰TeijinTwaron公司生产，芳纶浆粕预分散体分别表示为HAP3091和HAPl095。尼龙66短切纤维DCNF：由黑龙江富锦市橡胶有限责任公司提供，长度lmm左右，纤维表面经过RFL体系活性增粘处理。纤维状硅酸盐FS：以大连三环化工有限公司生产的1250目凹凸棒土为基础，采用