高性能汽车v带用硅酸盐纳米纤维橡胶复合材料的结构性能研究

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1、摘要高性能汽车V带用硅酸盐纳米纤维艨胶复合材料的结构一性能研究本论文针对汽车V带高性能化、长寿命化的发展趋势，提出以天然硅酸盐纳米纤维替代传统有机短纤维增强橡胶的技术思路，围绕针状硅酸盐(FS)在HNBR、EPDM中的分散工艺与纤维一橡胶界面设计，研究了原位改性分散工艺条件(热处理时间、偶联剂种类及用量等)，硫化体系，填料用量对复合材料微观结构和性能的影响规律。对于酚醛树脂硫化的HNBR体系，FS原位改性一分散能够明显提高FS的分散和复合材料的力学性能。热处理对FS的分散、复合材料的力学性能影响显著，为防止橡胶的降解需要恰当把握热处理时间；研究发现KH570改性FS／HNBR复合材

2、料的力学性能最好。在强极性HNBR中，大部分FS微米颗粒能被解离为纳米纤维分散在基体橡胶中，引起混炼胶动态储能模量(G’)增加，表现出强的填料网络效应。原位改性分散和填料用量增加都有利于形成强的填料网络。FS／HNBR复合材料表现出短纤维增强橡胶复合材料的应力一应变行为：高的定伸应力，高强度，低伸长率。通过开炼机小辊距剪切取向后，复合材料具有明显的力学性能各向异性。采用原位改性分散和增加填料用量，复合材料的力学性能各向异性更显著。对于硫黄硫化的EPDM体系，Si69最佳为6份，改性FS的增强效果北京化r大学硕I+学位论史最好。然而，改性FS在非极性EPDM中的解离程度和分散性远不如

3、在I-INBR中，造成改性FS的增强效果较差，复合材料的力学性能各向异性不明显。对于过氧化物硫化的EPDM体系，EVM的加入造成了EPDM和EVM出现了严重的微观分相，大量的FS都存在于极性的EVM橡胶中，没有得到提高复合材料性能的预期效果。关键词：硅酸盐纳米纤维FS，氢化丁腈橡胶HNBR，三元乙丙橡胶EPDM，复合材料，分散，力学性能ⅡStructureandpropertyresearchoffibrillarsilicate／rubbercompositesforautomobileV-beltAbstractThisresearchinnovationallyadopted

4、thetechniquestosubstitutethetraditionalreinforcedorganicshortfiberswithcrudesilicatenano—fibersintheautomobileV-beltaccordingtothedevelopingtrendsofhighperformanceandlonglife．Thepaperputmuchimportanceonthedispersingtechniquesoffibrillarsilicate(FS)intheHNBRandEPDMmatrixandtheinterfacialdesignb

5、etweenthefibersandrubbermatrix．Theprimaryachievementsofthispaperfocusedontherelationshipthathowthemicro—structuresandpropertiesofthecompositeswereinfluencedbythedispersingtechniquesofin-situmodification(includingheattreatmenttime，categoryanddosageofeouplingagent)，curingsystemanddosageoffiller．

6、Someimportantresultswerefound．ForthecompositeswithHNBRmatrixcuredbyphenolicresin，thein—situmodificationanddispersiontechniquesforFScouldobviouslyimprovethemechanicalpropeniesofthecomposite．HeattreatmentimposedmuchinfluenceonthemicrodispersionofFSandthemechanicalpropertiesofthecompositesandinor

7、dertOavoidtheheatdegradationHNBRpropertreatmenttimeshouldbeadopted．ThecouplingagentKH570wasfoundtheoptimalinterfacialmodifierforFS／HNBRcomposites．111北京化_『大学硕卜学位论史MostFSmicro·-particlescouldbecleavedintonano·-fiberdispersionintherubberma