短纤维增强橡胶复合材料将纤维的刚性与橡胶的弹性有机的结合在一起,在保留橡胶优点的同时赋予橡胶更优异的性能。本文采用芳纶浆粕短纤维作为补强纤维,研究芳纶浆粕(AP)增强炭黑(CB)/高苯乙烯丁苯橡胶复合材料的性能。通过紫外辐照、Li Cl溶液络合、胶乳包覆等方法处理AP纤维,改善纤维与橡胶基体的界面粘结性,结合橡胶加工分析仪(RPA)、力学性能、扫描电子显微镜(SEM)、动态耐切割测试、动态疲劳测试等表征手段,分析复合材料的性能。研究内容为以下几个方面:(1)少量AP纤维的加入能明显改善高苯乙烯丁苯橡胶复合材料的力学性能,随着纤维的用量增加,复合材料的定伸应力逐渐增加,断裂伸长率呈降低趋势,撕裂强度得到一定提高,加入6 g AP纤维时复合材料的综合力学性能最好。AP纤维的加入提高了复合材料的耐切割性能,随纤维用量增加,复合材料的掉胶量逐渐减少。在压缩疲劳生热测试中,试样温度随纤维用量增加呈增大趋势,AP纤维的加入提高了复合材料的生热。经过10,000次动态疲劳测试后,加入AP纤维的复合材料的复数模量仍保持在较高位置。比较了高苯乙烯丁苯橡胶(苯乙烯含量40%)和普通丁苯橡胶(苯乙烯含量23.5%)的性能,同纤维含量下,高苯乙烯丁苯橡胶复合材料具有更高的100%和300%定伸应力,更强的耐切割性能,但比普通丁苯橡胶复合材料的生热更高。(2)采用紫外辐照、Li Cl溶液络合、胶乳包覆等方法对AP纤维进行处理,改性后的纤维与高苯乙烯丁苯橡胶共同制备复合材料。纤维经过紫外辐照2、4、6 min后,纤维表面形貌发生变化,表面被破坏。紫外辐照AP纤维后,硫化胶的储能模量增大,纤维与橡胶的界面粘结性得到改善,复合材料的定伸应力有所提高。在动态疲劳测试中,纤维经紫外处理后,复合材料的复数模量增大;采用不同浓度的Li Cl溶液处理AP纤维,处理后的AP纤维结晶度下降。纤维经过浓度10%的Li Cl溶液处理后,复合材料的拉伸强度和定伸应力有所提高,综合力学性能较好;使用丁吡胶乳和天然胶乳处理AP后,硫化胶的储能模量和损耗模量提高。胶乳在AP纤维与橡胶基体间形成柔性界面,改善了纤维与橡胶的界面粘结性。胶乳的加入提高了复合材料的定伸应力,丁吡胶乳改性AP的复合材料综合力学性能较好。动态疲劳测试结果表明,胶乳的加入提高了复合材料的复数模量,丁吡胶乳包覆纤维的复合材料复数模量最大。(3)AP纤维先分别经过紫外辐照4 min和浓度10%的Li Cl溶液络合处理,再用丁吡胶乳进行包覆。丁吡胶乳的加入提高了硫化胶的储能模量,AP纤维经过紫外辐照和丁吡胶乳包覆复合改性后,储能模量进一步提高,纤维与橡胶的界面粘结性得到改善。复合改性相比仅是丁吡胶乳包覆AP纤维,复合材料的拉伸强度有所提高,AP纤维经过紫外辐照和丁吡胶乳包覆复合改性的复合材料综合力学性能较好。动态疲劳测试结果表明,丁吡胶乳的加入能使复合材料保持较高的复数模量。