PBO短纤维／橡胶复合材料性能研究.pdf

PBO短纤维／橡胶复合材料性能研究短纤维橡胶基复合材料(SFRC)把短纤维的刚性与橡胶的柔性有机地结合起来，既保持了橡胶的高弹性，又通过短纤维的补强明显地提高了橡胶制品的模量，使制品具有高模量、高硬度、高强度、耐磨、耐切割、耐撕裂、耐疲劳、耐刺穿、可提高其耐磨性，大大改善轮胎的抗刺穿性能；在V带使用可提高其横向刚性和纵向柔性；在低压胶管使用，通过特殊的挤出口形可大大简化胶管生产工艺；在密封件使用可大大减少变形等。维在胶料的分散性、取向度和纤维与粘合等。聚对苯撑苯并双嗯唑(PBO)是一种特高强度的纤维，其强度和初始模量高，具泛应用，但作为短纤维在橡胶应用鲜有报道。本文主要PBO短纤维补强氯丁橡胶性LIMITED提供；聚酯短纤维，FD一3；尼龙短纤维，NF一3，蓝棉短纤维，3mm，以上由黑龙江弘宇短纤维技术有限公司提供；氯丁橡胶，CRll4，长寿化工责任有T一100，无锡市华祥科技有限公司提供；其它材料为市售。吴贻珍(无锡市贝尔特胶带有限公司无锡214172)前言低生热以及尺寸稳定等性能，故得到了广泛的应用。如在轮胎胎面掺入少量短纤维SFRC性能主要依赖于纤维和橡胶本体性能、短纤维的用量和形状系数、短纤有耐热、阻燃、耐冲击、耐弯曲疲劳和耐化学稳定性等优良性能，已受到广泛的重视，其在在耐热材料、增强材料、防弹抗冲击材料以及航空领域与军事领域广能做些基本研究。1．实验1．1原材料PBO短纤维，ZylonCO．，LTD提供；芳纶短纤维，Twaron限公司提供：防粘辊母胶Polygum1．2试验配方T一100．8；MgO．4t硬脂酸：1：防老剂：ODA3；碳TEIJIN100：Polygum3mm，TOYOBO3mm，CRl14t227
50％定伸强度，ⅧaI．3实验方法胶料在XK-160实验用开炼机上依次加橡胶、小料、大料和硫化剂，最后加短纤维(除蓝棉外)，直至看不到纤维白点，停放后4h，定向出片0．8mm，3层叠加，做好纤维方向标记。试片在20T平板硫化机硫化，硫化条件：153"C×25min。做好1．3．2力学性能测试硫化胶的拉伸强度、撕裂强度、定伸强度、伸长率、邵A硬度等静态力学性能强度／10％横向定伸强度。2结果与讨论2．1不同短纤维对SFRC性能的影响不同短纤维对SFRC性能影响如表1，可以看出PBO短纤维无论模量、拉伸强度龙>蓝棉，与这些纤维模量及强度大小相符，亦即纤维的强度越高其补强效果相对表l不同短纤维对SFRC性能影响PBO用量对SFRC性能的影响黑N774：40：芳烃油：5；短纤维：变量变种：Zn0：5；Na-22：0．25。SFRC制备纤维方向标记。的测试均按照相应的国家标准执行。分别测试纤维方向(纵向，L)和垂直纤维方向(横向，T)，其中定伸强度分别取10％、20％和50％；纤维取向度：10％纵向定伸和抗撕裂性能，在这几种纤维中最好。其补强效果顺序依次为PB0>芳纶>聚酯>尼较好。10％定伸强度，MPa纤维品种及用量芳纶聚酯尼龙蓝棉实验项目20％定伸强度，MPa取向度拉伸强度，MPa扯断伸长率，％抗撕裂强度，kN／m硬度，HS2．21．3．1PBO20LT11．32．39．72．14．31．33．51．22．71．517．93．715．23．25．22．44．81．95．619．28．64．96．74．74．63．32．91．825．313．122．314．78．913．78．36．84523055240802801203101507l4165375l3550334l8887868584
莱孓＼50％定伸强度，脚a实验项目＼拉伸强度急剧下降，达到极低点后，开始上升。不同强度的纤维这种现象有所不如表2，5份含量其模量提高10倍以上。表2PlY)与其它纤维并用对对SFRC性能的影响PB0纤维由于价格很高，很难在一般的橡胶制品推过应用，但可以用少量的PBO与其它纤维并用对对SFRC性能的影响纤维含量SFRC影响很大，少量纤维在复合材料中起杂质作用，不仅不能其补强效果，反而会恶化复合体的性能，表现之一是当纤维用量较少时，复合材料的同，高强度的纤维补强的SFRC，在相对少的纤维量，就能达到较高的补强效果，PB0用量对SFRC性能的影响PB0与其表3项目10％定伸强度，MPa20％定伸强度，MPa取向度拉伸强度，MPa扯断伸长率，％抗撕裂强度，kN／m硬度，HS2．3PBO／芳纶PBo／聚酯PBO／尼龙PBO／蓝棉50％定伸强度，MPa4505101520LT0．22．10．94．31．27．51．611．30．4O．44．18．21．411．81．917．93．70．88．52．9l3．915．74．85．63．54．74．919．319．116．714．318．78．921．78．325．313．1480460320