高性能芳纶浆粕HNBR复合材料的制备及性能研究.pdf

第!期任玉柱等/高性能芳纶浆粕%)*+,复合材料的制备及性能研究(&

高性能芳纶浆粕!!"#$复合材料的制备
及性能研究

任玉柱"!刘!力"!吴卫东"!曹建莉!!钦焕宇#!张立群"!!
!"$北京化工大学北京市新型高分子材料制备与成型加工重点实验室"北京!"%%%!&#!$北京化工大学纳米材料先
进制备技术与应用科学教育部重点实验室"北京!"%%%!&##$富锦市橡胶有限责任公司"黑龙江富锦!"’("%%$

!!摘要"试验研究预处理方法对芳纶浆粕在橡胶基体中分散性及芳纶浆粕%)*+,复合材料性能的影响&结果表
明"芳纶浆粕预处理改善了其在复合材料中的分散效果#白炭黑预处理复合材料的定伸应力和拉伸强度提高"拉断伸
长率减小"高温下物理性能稍有改善#共沉法预处理改善效果不明显#白炭黑预处理芳纶浆粕用量增大"混炼时间不
变"复合材料物理性能提高"但高温下撕裂强度减小#芳纶浆粕%)*+,复合材料中"芳纶浆粕容易取向#芳纶浆粕用
量增大"复合材料挤出性能改善&

!!关键词")*+,#芳纶浆粕#白炭黑预处理#共沉法预处理#复合材料
!!中图分类号"-.###/0#-.#1!2/0#!!文献标识码"3!!文章编号""%%%45&%6!!%%($%!4%%(&4%(

!!芳纶浆粕纤维!77-3489:8$是近年发展起来%!实验
的芳纶纤维差别化产品"其分子结构与芳纶相同"%&%!原材料
但特殊的成型工艺使其具有特殊的物理性)*+,"牌号F;G8B:!%"%H)丙烯腈质量分数
能)""!*&芳纶浆粕表面呈毛绒状"微纤丛生"粗糙为%/#(!"碘值为""CD+!"%%CD$E"*"日本瑞
如木材浆粕"微纤结构使得芳纶浆粕表面积很大"翁公司产品#芳纶浆粕"牌号"%&""-;<=<>-?@AB>
因此与橡胶的潜在接触面大"且由于’机械(啮合公司产品#其它均为市售工业品&
作用而与橡胶有很强的表面结合力)#*&例如"%&’!基本配方
硫化体系适量防老剂
-;<=<>-?@AB>公司的-?@AB>89:8"%&"的纤维)*+,!"%%"!"
!E"防老剂增塑剂适量白炭
长度为"!!CC"比表面积达到近"1C+D&1%"%*3!"",I!""!"
而芳纶切割短纤维的比表面积不超过%$#黑!#0$’"芳纶浆粕!变量!分别为%"0$’""!$’"
!E")1*和
C+D&此外"浆粕纤维具有很好的韧性"常"0$’!’$&
规混炼不易发生断裂而降低其长径比&但芳纶浆%&(!试验设备和仪器
粕表面微纤之间的相互缠结易造成其分散困难"!"(%J#!%型开炼机"广东湛江机械厂产品#
因此需进行表面处理以改善其分散性"发挥其大!’G平板硫化机"上海第一橡胶机械厂产品#
表面积的作用"强化’机械(啮合特性&对此国外7#’’’+!型硫化仪"北京环峰化工机械厂产品#K4
进行了一些研究)’*&!’%"型扫描电子显微镜!KLM$"英国剑桥公司
产品型电子万能试验机深圳市新三
)*+,是一种综合性能优异的耐油,耐高温#NM-1"%1"
和耐化学介质的特种弹性体"常用于各种高温场思计量技术有限公司产品#""5’型电子拉力机"

)(*英国公司产品型橡胶加工
合&本工作以耐高温芳纶浆粕补强)*+,"研O*K-,P*#MQ4!%%%
究芳纶浆粕预处理对复合材料性能的影响&性能测试仪"美国孟山都公司产品&
%&)!芳纶浆粕的预处理
基金项目"国家’八六三(计划资助项目!!%%#33###%(%$
%*)*%!共沉法
作者简介"任玉柱!"&0(4$"男"山西中阳人"北京化工大学在
在羧基丁腈聚合物乳液中加入羟甲基纤维素
读硕士研究生"主要从事特种弹性体复合材料的制备及其结构性
能研究&和适量水"搅拌均匀"然后将玻璃微珠和浆粕同时

书
0%橡!胶!工!业!!!!!!!!!!!!!!!!%%(年第’#卷

加入乳液中!混合液继续搅拌#%C<>后加入絮凝’!结果与讨论
剂共沉!于(%R下烘干即得预处理浆粕纤维"’&%!芳纶浆粕预处理分散机理
%&)&’!白炭黑处理法预处理短纤维的目的是减少纤维之间的缠
以白炭黑作为纤维之间的隔离剂!减少芳纶结!改善纤维在复合材料中的分散性!增强纤维与
浆粕之间的缠结#0$"橡胶基体的粘合性!提高补强性能"共沉法的作
%&+!试样制备用机理是利用胶乳的渗透作用!使浆粕表面涂覆
先将浆粕纤维预处理!然后用开炼机进行常高分子基质!从而减小原纤化表面的缠结作用!增
规混炼!平板硫化机硫化!硫化条件为"(%RJ强浆粕与橡胶基体之间的亲和性"白炭黑处理法
白炭黑处理法中白炭黑在预处理芳纶浆粕时则是利用白炭黑隔离浆粕微纤之间的缠结使芳
!&%"!
作为隔离剂加入"纶浆粕的大表面积尽可能发挥作用"
%&,!性能测试由于芳纶浆粕表面独特的’树叉形(结构可提
硫化胶常