芳纶短纤维增强天然橡胶复合材料性能研究.docx

芳纶短纤维增强天然橡胶复合材料性能研究
芳纶短纤维增强天然橡胶复合材料性能研究
摘要：
天然橡胶（NR）是一种重要的高分子材料，具有良好的弹性、抗撕裂性和耐热性能。然而，由于其低强度和劣化耐久性，限制了其广泛应用的范围。为了改善天然橡胶的力学性能，研究人员将纤维材料添加到橡胶基体中，其中芳纶短纤维是一种常用的增强材料。本文综述了芳纶短纤维对天然橡胶复合材料性能的影响。
关键词：芳纶短纤维；天然橡胶；复合材料；性能
1.引言
复合材料是由两个或更多的不同材料组成的。在复合材料中，增强材料在基体材料中起到增加强度和刚度的作用，同时又保持了其较低的密度。芳纶短纤维是一种高强度、高模量的增强材料，具有优异的耐热性和耐化学性能，因此在天然橡胶复合材料中的应用前景广阔。
2.芳纶短纤维增强天然橡胶复合材料的制备方法
制备芳纶短纤维增强天然橡胶复合材料的常用方法包括混炼法和热压法。混炼法是将芳纶短纤维和天然橡胶粉末混合后，在橡胶炼胶机中进行加工，最后经过热压制成复合材料。热压法是将芳纶短纤维和天然橡胶均匀分散后，放入热压机中，在一定的温度和压力下加热压制。这两种方法均能得到具有良好性能的芳纶短纤维增强天然橡胶复合材料。
3.芳纶短纤维增强天然橡胶复合材料性能研究
3.1力学性能研究
芳纶短纤维能够有效地增加天然橡胶的力学性能。添加芳纶短纤维后，复合材料的拉伸强度和弹性模量显著提高。研究表明，短纤维含量的增加可以增强复合材料的力学性能，但过高的含量会导致纤维团聚和剪切破坏。因此，适度的短纤维含量是得到具有良好力学性能的复合材料的关键。
3.2热性能研究
芳纶短纤维的耐热性能高，因此添加芳纶短纤维可以提高天然橡胶复合材料的热稳定性。研究发现，芳纶短纤维能够减缓复合材料的热分解速率，延缓热稳定性的损失。此外，芳纶短纤维还能够提高复合材料的热导率和热膨胀系数。因此，在高温环境下，芳纶短纤维增强天然橡胶复合材料具有良好的热性能。
3.3动态力学性能研究
芳纶短纤维能够提高天然橡胶的动态力学性能，包括储存模量和损耗模量的增加。通过动态力学测试，研究人员可以评估复合材料在不同频率和温度下的性能。研究发现，芳纶短纤维增强的复合材料在低温下有更好的机械性能和耐疲劳性能。这些结果表明，芳纶短纤维对天然橡胶复合材料的动态力学性能起到了重要作用。
4.结论
综上所述，芳纶短纤维是一种优秀的增强材料，可以显著改善天然橡胶复合材料的性能。通过添加适量的芳纶短纤维，复合材料的力学性能、热性能和动态力学性能都得到了显著提升。然而，目前对于芳纶短纤维增强天然橡胶复合材料的研究还较为有限，尚需进一步深入研究其结构与性能之间的关系以及复合材料的失效机制。