短纤维/白炭黑增强溶聚丁苯橡胶复合材料的结构与性能

采用短纤维(棉、尼龙66、聚酯及芳纶1414)与白炭黑制备短纤维增强溶聚丁苯橡胶复合材料(SFRC),研究其硫化特性、物理机械性能、纤维取向特性及破坏机理,实验结果表明：(1)短纤维使焦烧时间t10延长,加工扭矩ML、MH降低,加工流动性提高,硬度和撕裂强度提高,但拉伸强度降低;(2)聚酯纤维制备SFRC的拉升强度最大,各项异性最大,取向度最高,芳纶1414纤维制备SFRC的撕裂强度最大;(3)芳纶1414纤维制备的SFRC在拉伸速率＞400mm/min时,发生屈服,出现屈服软化,并产生塑性形变,其屈服破坏机理是由于纤维界面分子间作用力弱而发生的大尺度滑移;(4)SFRC断裂破坏的主要机理是纤维与其它组分之间相互作用力的破坏,破坏形态以纤维的抽出破坏为主。     

短纤维取向对其橡胶复合材料性能的影响

通过对比性实验,研究了短纤维取向对其橡胶复合材料综合物理机械性能的影响。结果表明,在短纤维取向方向上,复合材料综合物理机械性能较好,并且表现出了各向异性的特性。     

溶聚丁苯橡胶/炭黑/短纤维多相复合材料的动态力学性能

研究了短纤维用量和黏合水平、测试温度及频率对溶聚丁苯橡胶（SSBR）／炭黑／短纤维复合材料（SFRC）动态力学性能的影响。结果表明,SFRC的储能模量（E’）随短纤维用量的增加而增大;填充预处理短纤维的SFRC的E’大于填充同种未处理短纤维的SFRC,损耗因子（tanδ）则是后者大于前者（填充20份尼龙短纤维的SFRC除外）。与相同填充量的纯炭黑硫化胶相比,短纤维部分取代炭黑后,硫化胶在大于15℃时的E’增大（填充未处理聚酯短纤维的SFRC除外）,tanδ减小;SFRC的E’和tanδ随频率的增加而增大,但频率为50～100Hz时,随着温度的升高,短纤维用量越高,SFRC的E’减小,且E。和tanδ受频率的影响越小。     

溶聚丁苯橡胶/炭黑/短纤维复合材料的取向结构与力学性能

研究了溶聚丁苯橡胶(SSBR)／炭黑／短纤维复合材料(SFRC)的力学性能和短纤维在橡胶中的取向度及其黏合效果,分析了短纤维的黏合作用对复合材料应力．应变形为的影响。结果表明,短纤维的加入显著提高了SFRC的撕裂强度、10％定伸应力及邵尔A型硬度;短纤维用量小于30份时。2种预处理短纤维的取向度呈增长趋势,且尼龙短纤维的取向度明显高于聚酯短纤维;SFRC在平行方向上有不同程度的屈服现象,且添加聚酯短纤维的SFRC屈服应变及应力值小于添加尼龙短纤维的SFRC。SFRC在垂直方向没有应力屈服现象;预处理短纤维与橡胶的黏合效果优于未处理短纤维。     

短纤维种类和用量对短纤维/EPDM复合材料物理性能的影响

研究未处理棉短纤维(SCF)、锦纶短纤维(DN66)和木质纤维素短纤维(E-140)用量对短纤维补强EPDM复合材料(SFRC)物理性能的影响。结果表明,在0~15份用量范围内,随着短纤维用量的增大,SFRC的硬度、100%定伸应力和撕裂强度呈增大趋势,拉伸强度和拉断伸长率呈下降趋势,其中填充DN66的SFRC 100%定伸应力和撕裂强度明显增大,拉伸强度下降较小,填充SCF的SFRC拉断伸长率下降较小。扫描电镜观察发现,未处理SCF在EP-DM基质中团聚严重,与基体的界面粘合性能较差。     

不同种类短纤维对天然橡胶/丁苯橡胶复合材料性能的影响

分别以尼龙66短纤维、芳纶短纤维及聚酯短纤维作为增强剂,天然橡胶（NR）和丁苯橡胶（SBR）作为基体制备了短纤维增强NR/SBR（短纤维/NR/SBR）复合材料,采用正交实验方法研究了短纤维种类、长度及用量对短纤维/NR/SBR复合材料的拉伸性能、硬度、撕裂强度的影响。结果表明,经过浸渍处理后的尼龙66短纤维与NR/SBR基体之间的结合最为紧密;浸渍处理后的尼龙66短纤维可以有效提高NR/SBR复合材料的拉伸强度,在一定范围内,随着短纤维长度和用量的增加,短纤维/NR/SBR复合材料的拉伸强度有所提高;短纤维的加入提高了NR/SBR复合材料的撕裂强度和硬度,但扯断伸长率则有所下降。     

短纤维/橡胶复合材料挤出成型的试验研究

研究短纤维用量和排列取向对短纤维/橡胶复合材料性能的影响。结果表明:在恒定的挤出工艺条件下,短纤维用量对短纤维/橡胶复合材料物理性能的影响呈规律性变化;当短纤维用量为3份时,复合材料综合物理性能最佳。短纤维取向的复合材料物理性能和耐磨性能优于短纤维非取向复合材料,但短纤维取向复合材料的回弹性低于短纤维非取向复合材料。     

短纤维橡胶复合材料结构一性能关系理论研究现状──I短纤维橡胶复合材料结构参数的表征

短纤维橡胶复合材料结构一性能间关系的理论研究特别是定量研究是非常少的。本文对短纤维橡胶复合材料的结构一性能关系理论研究现状作了全面的综述和评论，介绍了一些新的研究进展。这些综述是在聚合物基复合材料理论研究进展的背景下进行的，以期对短纤维橡胶复合材料的理论研究提供借鉴和指导作用。本文共分为三部分，（Ｉ）复合材料结构参数的测试和表征，（Ⅱ）复合材料应力传递模式，（Ⅲ）复合材料模量和强度的理论预测。     

短纤维／橡胶复合材料的流变性能

简介了短纤维／橡胶复合材料（ＳＦＲＣ）的流变性能的测试和表征技术；分析了ＳＦＲＣ流变性能与纤维及基质胶料特性、纤维用量及长度、流场及流温、预处理方法等因素的依赖关系；探讨了ＳＦＲＣ在加工应用中出现的现象与其流变特性的关系，并对ＳＦＲＣ挤出胶管的生产提出了建议。     

纤维素短纤维复合胶料的性能研究

本文研究了纤维素短纤维的用量、取向对复合胶料物理机械性能、耐磨性、压缩生热性的影响以及纤维素短纤维对胶料混炼特性的影响。结果表明，随短纤维用量增大，混炼过程中最大功率和排胶温度提高，胶料的门尼粘度增大，流动性差，混炼特性变差；加入短纤维对提高胶料的综合物性有利；短纤维在胶料中沿不同方向取向后，胶料的物理机械性能出现了明显的各向异性现象。沿压延方向取向，胶料的耐磨性随短纤维用量增大而下降；而沿半径方向取向，胶料的耐磨性变化不大。短纤维用量和取向方向对胶料生热性影响不大。     

碳纤维表面处理对碳纤维/NR复合材料性能的影响

试验研究碳纤维表面处理对碳纤维/NR复合材料性能的影响。结果表明,碳纤维经表面处理后表面沟槽加宽、加深,粗糙度增大,可改善其与橡胶基体的粘合性。与未处理碳纤维/NR复合材料相比,浓硝酸表面处理3h的碳纤维/NR复合材料的拉伸强度提高46%,耐磨性提高5%;300℃×20min高温氧化表面处理碳纤维/NR复合材料的拉伸强度和耐磨性均提高38%;浓硝酸处理1h后再加1.3份钛酸酯偶联剂的碳纤维/NR复合材料拉伸强度提高25%;碳纤维经浓硝酸处理1h后再进行表面浸胶,复合材料的耐磨性提高34%。     

短纤维/橡胶发泡复合材料的微观结构及拉伸破坏机理

对锦纶短纤维增强的NR发泡材料的微观结构及拉伸破坏行为进行了研究，并分析了其破坏机理。采用未处理短纤维增强的NR发泡材料中短纤维成为泡孔的成核点，并大部分悬空在泡孔中，拉伸破坏时泡壁与短纤维结合处容易出现应力集中，成为裂纹的起始点，失效时短纤维大部分被抽出；预处理短纤维能与橡胶基体之间产生良好的粘合，从而处于橡胶基体中。其短纤维增强的NR发泡体拉伸产生的裂纹扩展时遇到纤维，纤维能起到承载应力、使应力转向、阻止裂纹扩展的作用，一定程度上改善了复合材料的拉伸强度等物理性。     

酚醛树脂改性淀粉/NR复合材料的性能研究

采用间苯二酚-甲醛(RF)树脂改性淀粉,通过乳液共沉法制备淀粉/NR复合材料,研究改性淀粉用量对复合材料性能的影响,并与相同体积分数的炭黑和偶联剂Si69改性的白炭黑填充的NR复合材料进行对比。试验结果表明,RF树脂的加入增强了淀粉与NR之间的交联作用,提高了淀粉/NR复合材料的物理性能;当淀粉用量为20份、经3.6份RF树脂改性后,复合材料的综合性能最佳;随着改性淀粉用量的增大,复合材料的硬度和300%定伸应力增大。当填料体积分数相同时,改性淀粉对NR的补强效果与炭黑接近,且优于白炭黑。     

增粘树脂对TPI/NR并用胶性能的影响

研究增帖树脂品种和用量对反式1,4-聚异戊二烯(TPI)/NR(并用比为15/85)并用胶性能的影响.结果表明,采用2～4份Cs石油树脂的TPI/NR并用胶在保持较好的物理性能和耐热空气老化性能的基础上,混炼胶粘合强度提高,硫化胶生热降低.是一种较为理想的全钢子午线轮胎胎肩垫胶配合.     

短纤维/白炭黑/天然橡胶复合材料撕裂性能的研究

采用新型裤形撕裂试样,研究白炭黑和短纤维补强的天然橡胶(NR)复合材料在不同撕裂速率下的撕裂性能。结果表明:白炭黑/NR复合材料在低撕裂速率下有较高的撕裂强度,反之撕裂强度降低,撕裂在中低撕裂速率下呈现典型的"粘附-滑移"特点,在高撕裂速率下呈现"锯齿状";在短纤维/白炭黑/NR复合材料中,撕裂路径在中低撕裂速率下明显向腿部偏移,在高撕裂速率下也出现波动较小的"锯齿状"撕裂,撕裂路径和撕裂强度更为稳定。     

短纤维/CR复合材料的性能研究

试验研究短纤维种类和用量对短纤维／CR复合材料物理性能和耐热老化性能的影响。结果表明，随着短纤维用量的增大，复合材料的邵尔A型硬度、20％定伸应力和撕裂强度呈上升趋势，拉伸强度先减小后增大，拉断伸长率先减小后趋于平稳；各类短纤维的加入不同程度地提高了复合材料的耐热老化性能，其中锦纶短纤维／CR复合材料的耐热老化性能最好。     

Mechanical properties of natural rubber/grafted cellulose fibre composites

Mechanical properties of natural rubber/allyl acrylate and allyl methacrylate grafted cellulose fibre composites are presented. Stress/strain measurements and dynamic mechanical measurements indicate that the adhesion between grafted fibres and matrix is better than that in samples containing untreated cellulose fibres. This makes it possible to vary the composite properties by varying the fibre type and/or fibre amount.     

硅烷偶联剂对原位生成二氧化硅/NR复合材料性能的影响

研究硅烷偶联剂对原位生成二氧化硅粒子特征和原位生成二氧化硅／NR复合材料性能的影响。结果表明，在溶胶-凝胶反应中加入硅烷偶联剂，原位生成的二氧化硅粒子表面积减小，表面羟基减少，分散较好；在混炼过程中添加硅烷偶联剂，原位生成二氧化硅／NR复合材料的物理性能有明显提高，其中添加硅烷偶联剂A的复合材料物理性能、耐磨性能和耐疲劳性能较好；添加偶联剂Si75的复合材料耐磨性能较好。     

全统计法测量复合材料中短纤维的长度及其分布

提出了一种测量短纤维橡胶复合材料中短纤维长度及其分布的方法———全统计法。先用溶剂将未硫化复合材料中的短纤维分离出来 ,并使其均匀分布于有多个长条形区域的表面皿上 ,然后对部分长条形区域中的纤维进行全统计测量。该测试方法简便、数据准确     

Effects of electron irradiation on physical properties of rubber/cellulose fibre composites

Short term stress–strain properties were investigated for natural rubber reinforced with short cellulose fibres at various fibre loads. Stress–strain measurements were also performed on natural rubber composites containing cellulose fibres, electron irradiated in the presence of butadiene or N-hydroxymethylacrylamide, where the latter monomer produced the greatest improvement in stress–strain properties. Chemiluminescence analysis indicated the existence of a surface layer on the fibres after irradiation treatments, and water absorption measurements showed a decrease in water uptake for composites containing irradiated fibres. The results demonstrate the improvement of mechanical properties with a reduced sensitivity to moisture.