橡胶复合材料挤出成型的试验研究.pdf

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1、480橡胶工业2014年第61卷短纤维／橡胶复合材料挤出成型的试验研究李利，王振鲁H，吕春蕾。，党栋，王瑞，孙书华(1．青岛科技大学机电工程学院，山东青岛266061；2．北京橡胶工业研究设计院，北京100143)摘要：研究短纤维用量和排列取向对短纤维／橡胶复合材料性能的影响。结果表明：在恒定的挤出工艺条件下，短纤维用量对短纤维／橡胶复合材料物理性能的影响呈规律性变化；当短纤维用量为3份时，复合材料综合物理性能最佳。短纤维取向的复合材料物理性能和耐磨性能优于短纤维非取向复合材料，但短纤维取向复合材料的回弹性低于短纤维非取向复合材

2、料关键词：短纤维；橡胶；复合材料；挤出；取向中圈分类号：TQ33o．389；TQ330．64文献标志码：B文章编号：1o00—890X(2014)08—0480—03短纤维补强橡胶复合材料是一种将短纤维作400×2型平板硫化机，上海第一橡胶机械厂产品；为补强分散体加入到橡胶中，使之与橡胶相互掺JSM一670OF型冷场发射扫描电子显微镜，日本合形成类似于混合物的补强性复合材料。短纤JE0L公司产品；cJ一6型冲击弹性试验机，QP一16维／橡胶复合材料具有各向异性，其在短纤维取向型橡胶、塑料实验切片机，KS-DR—S型可塑度实方向具

3、有高强度和高模量，在垂直于短纤维取向验机，上海化工机械四厂产品；TS2oo5b型万能方向具有较好的柔软性，使得短纤维补强的橡胶试验机，中国台湾优肯科技股份有限公司产品；制品具有良好的性能。MM4130C型无转子硫化仪，北京环峰化工机械本工作对短纤维／橡胶复合材料进行挤出试实验厂生产；GT一7012一D型阿克隆磨耗机，中国验，对比短纤维／橡胶复合材料径向取向机头挤出台湾高铁科技股份有限公司产品。输送带胶料与普通机头挤出输送带胶料的性能。1．3试验配方SBR100，炭黑N33045，轻质碳酸钙5，1实验氧化锌1O，硬脂酸2，防老剂B

4、LE2，防老剂1．1主要原材料MB2，液体古马隆树脂4，石油树脂5，硫黄丁苯橡胶(SBR)，牌号1500，青岛克罗恩化1，促进剂DM1．5，促进剂TMTD2．5，短学有限公司提供；预处理聚酯短纤维，长度为3纤维变量。mm，石家庄盛烽合成纤维有限公司产品。1．4工艺1．2主要设备及仪器(1)?昆炼。胶料用密炼机混炼，开炼机加硫XJD(／)65×160型橡胶冷喂料挤出机，内蒙黄混炼温度为3O～5o℃。加料顺序为：sBR一古富特橡塑机械有限公司产品；X(S)M一1．7L型聚酯短纤维、炭黑N330一各种填充剂一排胶一密炼机，青岛科技大学

5、自行研制；X(s)K一160型加硫黄、开炼一薄通5次一下片(厚度约2开炼机，上海橡胶机械厂产品；QLB—D400xram)[。基金项目：国家自然科学基金资助项目(51345006)；高等学(2)取向。用所设计的用于橡胶输送带的挤校博士学科点专项科研基金资助课题(2o12371912ooo4)；山东省出机机头实现纤维排列取向。博士基金资助项目(BS2011ZZ005)；青岛市科技计划基础研究项1．5性能测试目[11—24—3一(11)_jch](1)物理性能。硫化胶物理性能测试的拉伸作者简介：李利(1972～)，女，安徽寿县人，青

6、岛科技大学副教授，博士，主要从事高分子材料成型技术研究。试样取向为L向，测试其拉伸性能和撕裂强度，*通信联系人试样厚度为2．6mlTl，拉伸速率为500第8期李利等．短纤维／橡胶复合材料挤出成型的试验研究481mm·ml’n。每种样品取5个试样测试，取平均值作为最终结果。测试温度为23℃。邵尔A型硬度按按照GB527-1983<硫化橡胶物理试验方甜=法的一般要求》在橡胶硬度仪上测试。＼(2)阿克隆磨耗量。按照GB／T1689-1998骥：壁《硫化橡胶耐磨性能的测定(用阿克隆磨耗机)》进行测试，试样取向为z向(短纤维垂直于工作面)

7、。磨耗体积按下式计算：△V：(ml—m2)／p式中△——磨耗体积，cm。；注同图1。rn。——试验前试样的质量，g；图2复合材料拉伸强度对比rn。——试验后试样的质量，g；p——胶料密度，Mg·m一。，鲁2结果与讨论Z＼2．1物理性能癌短纤维用量对不同短纤维取向复合材料物理嚣性能的影响如图1～4所示。由图1～3可以看出，随着短纤维用量的增大，无论短纤维在胶料中是否取向，复合材料的300定伸应力、拉伸强度和撕裂强度均呈现先增大后减小的趋势，且最大注同图l。值都出现在短纤维用量为3份时。图3复合材料撕裂强度对比槲监■取问；■一非取向

8、。往同图1图1复合材料300％定伸应力对比图4复合材料拉断伸长率对比由图1～3还可以看出，短纤维取向复合材料由图4可以看出：无论短纤维是否取向，复合的300定伸应力、拉伸强度和撕裂强度均大于材料的拉断伸长率都随着短纤维用量的增大而逐短纤维不取向的复合材料。短纤维