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2006年 吴卫东等芳纶浆粕纤维增强EPDM复合材料结构与性能的研究 113 芳纶浆粕纤维增强EPDM复合材料 结构与性能的研究 吴卫东1。钦焕宇2。田明1。周彦豪3。张立群¨ 100029) (1．北京化工大学先进弹性体材料研究中心(CAEM)，北京化工大学 (2．黑龙江富锦市橡胶有限责任公司，黑龙江富锦市156100) (3．广东工业大学材料与能源学院，广东省广州市510090) 摘 要：讨论了具有独特微／纳米纤维结构的芳纶浆粕纤维增强三元乙丙橡胶复合材料的微观结构与宏观性 能的关系．通过研究芳纶浆粕纤维用量、芳纶浆粕品种和结构等因素对复合材料常温和高温拉伸力学性能、 DMTA动态力学性能、RPA加工性能以及复合材料微观结构形态的影响，探讨了新型芳纶浆粕微／纳米纤维 对三元乙丙橡胶增强的机理及应用规律。研究了具有独特纳米短纤维结构的纤维状硅酸盐(FS)作为补强填 料，对芳纶浆粕纤维增强EPDM复合材料力学性能的影响规律，同时与纳米粒子填料一白炭黑进行了对比研 究．此外，还对比研究了尼龙短切纤维与芳纶浆粕纤维对EPDM基质的高温增强性能。 关键词：芳纶浆粕；短纤维；复合材料；高温力学性能 关于纤维素、尼龙、聚酯、芳纶等纤维直径在 100℃左右，因此，国外已经基本上采用耐热耐老 10微米以上的传统有机短纤维增强橡胶复合材 化性更好的三元乙丙橡胶来取代氯丁橡胶作为汽 料结构与性能的研究，国外工作者们自1970年以车用传动带的基质橡胶品种。而目前国内短纤维 来就进行了大量的研究[1~4]。北京化工大学先进增强橡胶复合材料的主要应用领域就是传动带， 弹性体材料研究中心自从1986年以来对尼龙、聚因此，研究具有独特超短超细纤维结构、耐高温的 酯、维尼纶、纤维素等各种有机短纤维增强橡胶复 芳纶浆粕纤维对三元乙丙橡胶的增强性能，并将 合材料的结构、性能及其应用进行了大量的研 芳纶浆粕纤维应用于EPDM基传动带，具有迫切 的现实意义。 究[5卅]，为了改善传统有机短纤维增强SFRC材 料性能上的某些不足，比如：加工粘度高，制品表 EPDM是一种非极性橡胶，我们对芳纶浆粕 观差，动态力学性能较差，耐高温性差等，北京化 纤维增强CR、HNBR极性橡胶基质的试验研究 工大学先进弹性体材料研究中心进行了新型超细 结果表明[10~12]，通过适当的芳纶浆粕纤维表面预 分散处理技术，可以使芳纶浆粕超细纤维均匀分 芳纶浆粕短纤维[10~12]和新型纤维状硅酸盐纳米 散在极性的CR或HNBR基质橡胶中，芳纶浆粕 短纤维[13-143增强弹性体复合材料的研究，在短纤 维结构解离分散技术方面取得了很大进展，对这 纤维具有非常高的常温和高温模量增强效率，并 些新型短纤维增强弹性体的机理进行了深入的研 能提高复合材料的高温拉伸强度。实际上，研究 究。 芳纶浆粕纤维对EPDM基质的高温力学性能更 有实际应用意义，同时，极性的芳纶浆粕超细纤维 三元乙丙橡胶(EPDM)是一种耐热性耐老化 性良好的橡胶品种，目前国内汽车传动带大都采 是否能在非极性的EPDM基质中良好分散并保 用氯丁橡胶(CR)，但随着国内汽车工业的迅猛发持良好伸展状态，是否还能具有很高的高温增强 展，汽车用传动带的长期工作温度一般会在 效率，也是令人非常关注的研究内容。