芳纶短纤维浆粕增强轮胎用天然橡胶复合材料的研究

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1、摘要短纤维在轮胎中的应用颇具潜力，是轮胎高性能化发展的重要技术路线之一。而芳纶短纤维以其高模量、高强度、低密度的特点，引起国内外的广泛关注。开展芳纶短纤维、浆粕增强轮胎用天然橡胶复合材料的研究工作，对于提高我国轮胎工业的整体水平具有重要意义。本文以芳纶短纤维、浆粕增强轮胎用天然橡胶复合材料为研究对象，选用两种预分散芳纶短纤维的成熟产品(Sulfron3000＆EE)。在重点考察两者增强作用的同时，针对短纤维增强橡胶应用中需要十分注意的分散、粘合等几个问题进行了研究。结果表明：(1)两种短纤维在橡胶基体中都得到了很好地分散，也都对复合材料有着明显的增强作用。(2)两种短纤维添加份数对复

2、合材料的拉伸强度、撕裂强度等基本力学性能的影响存在差异。(3)芳纶浆粕表面的超细纤维能够与橡胶基体之间形成较强的界面作用，但也妨碍了浆粕的分散，这是造成两种短纤维增强复合材料基本力学性能差异的主要原因。(4)从基本力学性能及动态热机械分析(DMA)分析来看，两种短纤维由于界面粘合或分散性上的不足，未能充分发挥其增强作用，应用中如能采用合适的预处理方法，有望进一步提高性能。(5)以DMA分析得出的参数预测轮胎的使用性能，预测结果两种芳纶短纤维在轮胎使用性能上各有各的优势。总的说来，对两种芳纶短纤维产品的预分散处理大大提高了其在橡胶中的分散性，而基于芳纶纤维高强度、高模量的特点，两者对天

3、然橡胶复合材料都有着明显的增强作用。在拉伸强度、撕裂强度等基本力学性能方面，两者各有各的优势，对轮胎使用性能的影响也是提高了部分性能的同时降低了其它部分性能。凶此，在轮胎用天然橡胶复合材料配方设计中，应根据轮胎的实际需要选用合适的短纤维产品。关键词：芳纶短纤维，浆粕，天然橡胶复合材料，增强，轮胎，预分散ABSTRACTShortfiber-rubbercomposite(SFRC)iswidelyusedinthetireindustry．ApplicationofSFRCbecomethemostimportanttechnicalapproachtoimprovequalityo

4、ftyre．Manytechnologiesofaramidshortfibre&pulpasnaturalrubber州R)compositereinforcingfillinghavebeendevelopedforsomeexcellentcharacteristicsofaramidshortfiber,suchashighmodulus．highstrength&lowdensity．Studyonaramidshortfibre&pulpasNRcompositereinforcingfillingusedintyrecouldfindaneffectivewaytode

5、veloptyreproductsofourcountry．Inthispaper,theeffectofmechanicalpropertiesofNRcompositewhichreinforcedwithtwotypeofaramidshortfiberpredispersion，Sulfron3000&EE，wasstudied．Atthesametime，testandanalysisondispersibilityofaramidshortfibreinrubbermatrixandinterfaceadhesionbetweenrubbermatrixandshortf

6、ibrewerealsomade．Theresultsrevealedthat：Firstly,asaramidshortfiberpredispersion．bothSulfom3000&EEhadeffectivelyimproveddispersibilityinrubbermatrix．BothofthemenhancedthemechanicalpropertiesofNRcompositegreatly．Secondly，therewassomedifferencebetweentheeffectofSulffon3000andEEaSreinforcingfilling

7、onthemechanicalpropertiessuchastensilestrength，tearingstrength，elongationatbreak，shoreAhardnessandAkronabrasionofNRcomposite．Thirdly,splitsandfibrillatesofPPTApulpcouldnotonlybehelpfultoimproveadhesionbetweenshortfibreandrubbermat