碳纤维对橡胶复合材料性能的影响

用高性能的碳纤维(CF)作增强剂,橡胶作基相及偶联剂作为相容剂制备了CF/橡胶复合材料。用CF增强顺丁橡胶(BR)、丁苯橡胶(SBR)、天然橡胶(NR)、丁腈橡胶(NBR)、三元乙丙橡胶(EPDM)4640、4045及4045M、氯丁橡胶(CR)、丙烯酸酯橡胶(ACM)和甲基乙烯基硅橡胶(MVQ),通过力学性能和热老化测试,确定CF适合增强的胶种及用量。用偶联剂作相容剂研究了偶联剂对橡胶和CF相容性的影响;通过红外光谱(IR)和扫描电镜(SEM)分析了CF和橡胶交联结构的相容性。结果表明,CR为基相,复合材料的力学性能最好;MVQ作基相,复合材料的热稳定性最好。获得最佳力学性能配方为:CR 100份,CF 12份,偶联剂KH550 2.5份,白炭黑20份,防老剂D 1份,促进剂M 1份,硬脂酸1份,硫黄1份,氧化锌8份。CF增强CR的最佳固化条件为:固化温度175℃,固化压力10MPa,固化时间30min。通过SEM和IR分析,进一步确定CF、KH550和CR的混合相容性最好。