短纤维增强橡胶复合材料研究进展

综述了短纤维增强橡胶复合材料制备过程中短纤维的预处理、短纤维的混合、分散、取向方法及影响因素 ,并介绍短纤维增强橡胶复合材料的新进展     

PA66短纤维/天然橡胶复合材料的制备及性能研究

尼龙66(PA66)短纤维具有质轻、强度高、耐热性强等优良性能,是橡胶复合材料中常用的增强材料。为改善纤维和橡胶的界面粘结,首先采用高效环保的紫外光辐照纤维表面,在此基础上接枝端羧基液体橡胶进行改性,制备了PA66短纤维/天然橡胶复合材料,考察了紫外光辐照时间对纤维及复合材料性能的影响。结果表明,紫外光辐照PA66短纤维表面4min,浸渍2g液体橡胶后,PA66短纤维/天然橡胶复合材料的100%定伸应力提高了11.3%,300%定伸应力提高了9.23%,PA66短纤维与天然橡胶复合材料的界面粘结效果得到明显改善。     

短纤维增强发泡橡胶复合材料高低温拉伸性能

为开发新型耐高温和耐低温材料提供理论依据,对同一发泡率、不同纤维体积分数和同一纤维体积分数、不同发泡率的锦纶短纤维增强发泡橡胶复合材料(以下简称 SFRFRC)在213～398 K温度下的拉伸性能进行测试。结果表明：常温下,增大短纤维体积分数和减小发泡率均能提高材料的拉伸性能;在不同温度下,短纤维增强发泡橡胶复合材料的初始模量、断裂强度均随着温度的升高而减小,而断裂伸长率随着温度的升高先增大后减小,玻璃化转变温度在213～233 K之间。同时,短纤维的添加虽未改变SFRFRC的玻璃化转变温度,但使玻璃化转变温度范围变宽。温度为398 K时,SFRFRC的初始模量、断裂强度、断裂伸长率均达到最低值,这与橡胶的硫化温度有关,橡胶的硫化温度为423 K,越接近硫化温度,SFRFRC的拉伸性能就越差。     

混炼参数对短纤维-橡胶复合材料性能的影响

混炼参数是短纤维-橡胶复合材料制备过程中重要的工艺参数,直接影响着短纤维的补强性能。通过实验对比分析了填充系数、上顶栓压力、冷却水温度、转子转速和短纤维添加份数5个混炼参数对短纤维-橡胶复合材料混炼过程和硫化胶物理机械性能的影响。结果表明随着填充系数、上顶栓压力等参数的增加,混炼过程中消耗的最大功率、单位能耗等不断增加,而硫化胶的物理机械性能则有最佳值。当填充系数为0.6,上顶栓压力为0.6MPa,冷却水温度为40℃,转子转速为70r/min,短纤维添加份数为3份时,短纤维-橡胶复合材料的物理机械性能最佳。     

短纤维橡胶复合材料临界长径比数学模型研究

概述了短纤维复合材料临界长径比数学模型的研究进展, 基于短纤维橡胶基复合材料的结构-应力传递特点和Cox 剪滞法推导了其临界长径比数学模式, 并由此进行了讨论。结果表明,推导的模型能够较好地适合短纤维橡胶复合材料的特性, 与以往的模型相比, 它能全面地反映结构因素对复合材料中短纤维临界长径比的影响。     

尼龙6短纤维—NR／SBR复合材料的研究

用RFL溶液作为纤维的增粘处理剂,研究了尼龙6短纤维-NR/SBR复合材料的物理机械性能和应力松弛特性;并利用抗平衡溶胀法(RES)和SEM分析了纤维与橡胶基质间的粘着效应以及复合材料的形貌结构。结果表明,经RFL处理的尼龙6短纤维与橡胶产生了强的粘着,并具有良好的分散性和取向性,从而使橡胶的物理机械性能得到很好的改善,并赋予复合材料显著的力学各向异性。     

有机短纤维增强橡胶复合材料研究进展

在总结前期工作的基础上,综述了最近五年来短纤维一橡胶复合材料在短纤维预处理与界面粘合、混合与分散、取向及其表征等方面的最新研究成果,并作简明展望。     

短纤维增强型磁敏橡胶的力学性能试验研究

短纤维增强型磁敏橡胶材料是一种具有多功能的磁弹耦合复合材料,它是由磁性颗粒、短纤维、橡胶弹性材料组成,具有磁场可控的剪切模量,在外加磁场变化时可以实时控制刚度,可广泛地应用于振动主动控制。本文主要从实用的角度通过试验研究颗粒成链结构化磁场强度、铁颗粒体积组分、短纤维组分以及应用环境对磁敏橡胶模量和损耗因子的影响,为基于天然橡胶短纤维增强型磁敏橡胶的器件设计和应用提供必要的参考。     

芳纶短纤维增强天然橡胶耐磨材料的研究

利用芳纶短纤维增强天然橡胶耐磨材料,研究了纤维含量、长度和纤维粘合处理、混炼工艺等因素对短纤维复合材料性能的影响及芳纶浆粕和短纤维增强复合材料的热老化性能。实验发现,在开炼机上将芳纶短纤维直接加入母校炼校的混炼工艺和芳纶长复丝活化、浸ＲＦＬ后再短切的纤维处理方法可以实现纤维的较好分散和粘合。性能测试结果表明,芳纶短纤维使复合材料具有性能各向异性和更大的拉伸模量、硬度,更好的热老化性、耐溶剂性和纤维     

流延法制备短纤维增强玻璃陶瓷基复合材料

研究了短纤维增强玻璃陶瓷基复合材料制备工艺中的短纤维分散和单向纤维预浸片制备。结果表明: 在聚乙稀醇水溶液与乙二醇的混合分散介质中, 采用搅拌法可以得到短纤维的均匀分散, 分散介质的触变性对于均匀分散体系的获得与保持是十分必要的; 流延法有利于控制短纤维预浸片中纤维的取向。单向预浸片热压获得了高强韧性的复合材料试样。      

短纤维橡胶复合材料强度的理论研究I 纵向拉伸强度的理论预测

首次在较宽的纤维用量和纤维长度范围内, 研究了短纤维橡胶复合材料的拉伸强度规律, 并基于Cox 剪滞法和复合材料的结构特点, 提出了一种新的混合定律模式, 对复合材料的纵向拉伸强度进行了理论预测。结果表明, 新的模型包含结构因素较全面, 理论计算值与实验值符合较好。此外, 探讨了复合材料的拉伸破坏机理, 认为复合材料的拉伸破坏主要由界面控制, 在复合材料中存在着界面剪切应力集中和纤维拉伸应力集中之间相互竞争增长的过程, 但前者的增长制约着后者的增长。本文是短纤维橡胶复合材料强度理论预测的第一部分。      

氧化铝短纤维、石墨混杂增强ZL108复合材料的摩擦特性

采用挤压铸造法制备了氧化铝短纤维(80％Al_2O_3·20％SiO_2)、石墨(Gr)混杂增强铝基复合材料。对其组织、强度、摩擦磨损特性等进行了研究。发现由氧化铝短纤维和石墨混杂增强的铝基复合材料具有优良的摩擦性能。这种复合材料随着其中石墨含量的增加,摩擦系数明显降低。在短纤维含量较高的铝基复合材料中,石墨的作用尤为突出。在大载荷下,石墨能显著降低短纤维增强铝基复合材料的摩擦系数和磨损量。从实验和分析来看,石墨改变了复合材料的磨损类型。     

短纤维对基体微裂纹扩展的阻滞效应分析

本文用细观力学方法分析短纤维对基体微裂纹扩展的阻滞效应。考虑了单向和随机各向两类短纤维增强复合材料,用应力强度因子和应变能密度因子的变化来表征纤维阻滞裂纹扩展的效应。本文对三种短纤维复合材料作出了具体计算。     

短纤维增强聚丙烯泡沫复合材料的研究新进展

详细介绍了天然纤维、短玻璃纤维、碳纳米纤维及晶须等在增强PP泡沫复合材料中的应用;重点阐述了短纤维的种类和含量对发泡行为、微观结构及力学性能等的影响规律,并总结了相关增强机理;展望了短纤维/PP泡沫复合材料的发展趋势。     

Al2O3/Al-Si合金复合材料凝固组织的研究

本文在国产氧化铝短纤维基础上,研究了氧化铝短纤维增强铝硅合金复合材料的凝固组织。研究结果表明,在复合材料凝固过程中,氧化铝短纤维可以为铝硅合金中硅相非自发形核的衬底,并有利于细化基体合金的晶粒和降低显微偏析程度。     

天然短纤维/橡胶复合材料研究进展

简介天然纤维及其性能,从物理性能、硫化性能、热性能、吸湿性和水蒸气渗透性、生物降解性,综述了国内外有关不同天然短纤维增强橡胶复合材料的研究进展。展望了天然短纤维/橡胶复合材料的发展方向和前景。     

压力作用下横向短纤维与基体间应力传递机理研究

在短纤维增强复合材料的研究中，弄清界面应力传递机理对于认识短纤维的增强机理及短纤维复合材料的力学性能是十分重要的。但传统的观点认为，在钢纤维混凝土中纤维对混凝土抗压强度的增强作用甚微，故对压力下纤维与基体界面应力传递没有进行过研究。作者最近的试验研究与近年来的研究［１，３］均表明，中、高含量短钢纤维对混凝土的立方体抗压强度有大幅度提高。基于这一新的试验事实，作者在本文中对压力作用下横向短纤维与基体之间界面的应力传递进行了理论分析，得出了短纤维端部附近的应力分布     

Lyocell短纤维增强气压砂轮基体的力学性能

为了实现高硬度和高耐磨模具自由曲面的高效光整加工,提出了一种以Lyocell短纤维增强气压砂轮基体的新方法,分析了Lyocell短纤维增强橡胶基复合材料的理论模型及气压砂轮结构模型。利用Instron试验机对复合材料试样进行了拉伸试验,并通过误差分析研究了其强度极限。对比分析了弹性模量的试验数值与理论数值,证明了剪滞模型预测气压砂轮基体弹性模量的准确性。对不同短纤维体积分数的气压砂轮光整加工时的压力变化与形变范围进行了仿真分析,验证了短纤维增强气压砂轮基体的可行性。分析了凸曲面与气压砂轮呈不同角度接触时的受力大小及加工面积,获得了理想的接触角度。通过对高硬度凸曲面的材料去除试验,证明了短纤维增强气压砂轮基体这一设想以及气压砂轮仿真试验的可行性。     

短纤维增强铝基复合材料强化机制评述

本文对近年来有关短纤维（包括短纤维、晶须及颗粒）增强铝基复合材料强化机制的研究进行了综述，对比了几种强化理论的特点和适用性，同时指出每种强化机制的不足及今后发展方向。     

芳纶短纤维增强橡胶基复合材料的研究及应用现状

芳纶是高强度，高楼量和耐高温的新一代工业有机纤维，用其短纤维增强橡胶可赋予材料一系列优异性能，本文综述了苦纶短纤维增强橡胶基复合材料研究和应用的进展。