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相容剂是提高纤维与橡胶基体界面粘合的重要手段。本文使用热空气氧化对芳纶纤维表面进行处理,去除纤维表面的有机涂层及提高纤维表面的极性基团含量,通过溶液法设计合成了不同接枝率和凝胶量的相容剂,通过复合材料加工过程的流变分析和界面粘结状态的表征,考察了相容剂对复合材料的增容效果,研究了纤维与橡胶的界面作用。具体内容如下:(1)探讨了芳纶纤维经热空气改性的效果,发现经热空气氧化处理后纤维表明的油脂层分解,端羧基被氧化,纤维表面极性增强。此外对热空气氧化的纤维进行元素分析发现热空气氧化的方法能够明显提高纤维表面含氧基团的数量,提高纤维表面极性。(2)对于HTPB-g-MA体系,采用溶液法,通过调节单体含量、反应时间等因素制备了接枝率不同的接枝产物。HTPB-g-MA的接枝率为5.12%至10.70%,接枝率的提高也伴随着凝胶率的增大,相容剂主要的分解温度在323-513℃之间。将制备的相容剂添加到芳纶纤维增强橡胶复合材料中,考察了相容剂对复合材料的增容效果。发现相容剂的加入,能够有效降低胶料在密炼过程中的体系粘度,有利于纤维在橡胶中的有效分散,当相容剂的接枝率为7.13.%,凝胶率为7.81%时(C3相容剂)复合材料的拉伸强度、撕裂强度及断裂伸长率等力学性能综合力学性能最优,溶胀度减小,断面形貌体现了纤维与基体的界面粘接得到改善,DMA结果表明相容剂的加入会减小损耗因子峰值,提高纤维与橡胶基体的界面粘合。相容剂的引入对复合材料中填料的网络的形成具有一定的促进作用,可抑制复合材料的Payne效应。相对界面滑脱能RISE值的增大也反映了纤维与橡胶的界面粘合水平的提高。(3)对于HTPB-g-MA-g-EP体系,采用溶液法,在N2的保护下将MA单体直接、EP分子间接接枝到HTPB的大分子长链中,并通过调节环氧含量制备了液体顺丁橡胶接枝马来酸酐、环氧树脂的多接枝产物。结果表明,HTPB-g-MA-EP的接枝率为4.80%至6.33%,产物无明显的凝胶产生。所合成的相容剂主要的分解温度在317-501℃之间,具有良好的热稳定性。将制备的相容剂添加到芳纶纤维增强橡胶复合材料中,发现加入相容剂后,复合材料的拉伸强度、撕裂强度及断裂伸长率等力学性能均有明显提高,但对定伸应力的提高表现不明显,当相容剂的接枝率为6.25%(E6相容剂)时复合材料的综合力学性能最优。拉伸断面形貌图说明了纤维与橡胶基体间粘结性能有所改善。动态耐切割性能的结果表明相容剂有很强的阻碍裂纹产生和扩展的能力,能够明显改善复合材料的耐切割性能。DMA结果表明相容剂的加入会减小损耗因子峰值,提高复合材料的抗湿滑性能及降低滚动阻力。不同的橡胶材料展现出不同程度的Payne效应,加入相容剂后,复合材料的模量发生一定程度的变化,tanδ值有所降低,相对界面滑脱能RISE值增大。(4)对于在促进剂存在的HTPB-g-MA-g-EP体系中,为进一步提高环氧树脂的开环效率,引入促进剂咪唑类化合物。通过调节环氧及促进剂2E4MZ的含量分别制备了不同的接枝产物。此体系接枝物的接枝率为7.93%至9.84%,促进剂的添加能明显提高产物的接枝效率且产物亦无明显的凝胶产生,产物颜色加深,相容剂主要的分解温度在363-513℃之间。相容剂加入后,复合材料的拉伸强度、定伸应力、撕裂强度及断裂伸长率等力学性能均有明显提高,其中当相容剂的接枝率为9.84%(M5相容剂)时复合材料的综合力学性能最优。对所合成的相容剂与国产、进口相容剂的对比发现,本体系合成的M5相容剂对AF/NR复合材料的增容效果最为显著。撕裂断面形貌显示纤维与橡胶基体在撕裂过程中,其界面层可吸收大量的能量。动态耐切割性能的结果说明相容剂的加入能够使得复合材料具有更稳定的抗切割性能。DMA结果表明相容剂的加入会增大复合物的储能模量和损耗模量,减小损耗因子峰值。对复合物应变扫描发现在大应变下含有芳纶纤维的硫化胶其生热程度明显低于未含纤维的,频率扫描发现各硫化胶的储存模量对频率的响应值变化不明显,当频率小于1Hz时,各硫化胶的损耗模量随着频率的增加而有所降低,当频率大于1Hz各硫化胶的损耗模量随频率的增加开始增大。