【摘 要】
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针对汽车传动带高性能、长寿命化的发展趋势,提出以低成本天然硅酸盐纳米纤维替代传统的炭黑及有机短纤维增强橡胶复合材料,应用于汽车传动带底胶的技术思路。采用硅烷偶联剂
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针对汽车传动带高性能、长寿命化的发展趋势,提出以低成本天然硅酸盐纳米纤维替代传统的炭黑及有机短纤维增强橡胶复合材料,应用于汽车传动带底胶的技术思路。采用硅烷偶联剂KH570改性针状硅酸盐(FS)与三元乙丙橡胶(EPDM)和PA-66短纤维机械混合制备出EPDM/FS和EPDM/FS/PA-66短纤维复合材料。考察了偶联剂和改性FS的用量对FS的分散性的影响,探讨了偶联剂和改性FS的用量、FS中的水份对EPDM/FS复合材料的力学性能的影响;并研究了改性FS与PA-66短纤维并用对复合材料的拉伸性能、压缩模量、微观结构和力学性能各向异性的影响,初步分析了FS和PA-66短纤维共同增强橡胶的机理。结果表明,通过大幅度增加偶联剂的用量改性FS,在机械剪切力作用下,改性FS被解离成许多纳米纤维均匀分散在EPDM中,偶联剂KH570的最佳用量为24phr/100phrFS。偶联剂KH570能够同时改善FS的分散性和强化纳米纤维-橡胶的界面粘合,改性FS表现良好的增强效果。EPDM/FS复合材料具有典型的SFRC应力应变特征和力学性能的各向异性,改性FS和偶联剂的用量增加,这种力学行为更明显。FS中含有的自由水对复合材料的常温、高温拉伸性能有明显影响,通过干燥FS和偶联剂表面改性,复合材料在水中浸泡7天后性能变化也很小。对于EPDM/FS/PA-66短纤维复合材料,少量PA-66短纤维与适量改性FS并用增强EPDM,可以进一步提高了复合材料在小应变的拉伸应力和模量,力学性能各向异性更显著,PA-66短纤维对复合材料在小应变下的拉伸应力有显著贡献。当等体积改性FS替代PA-66增强EPDM时,PA-66和改性FS体积比在特定范围内会出现明显的协同增强效果。
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