【摘 要】
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芳纶纤维（AF）是一种新型高科技合成纤维,具有超高强度、高模量和耐高温、重量轻等优良性能,例如其强度是钢丝的5～6倍,模量为钢丝的2～3倍,韧性是钢丝的2倍,而重量仅为钢丝的1/5左右。鉴于此,芳纶纤维被广泛应用于橡胶、纺织、航空等行业。对于橡胶行业而言,为提高橡胶的性能,目前填料补强是一种通用且高效的解决方案,这在业内也已形成广泛共识。由于填料与橡胶之间的相容性较差,在制备填料/橡胶复合材料时,
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芳纶纤维（AF）是一种新型高科技合成纤维,具有超高强度、高模量和耐高温、重量轻等优良性能,例如其强度是钢丝的5～6倍,模量为钢丝的2～3倍,韧性是钢丝的2倍,而重量仅为钢丝的1/5左右。鉴于此,芳纶纤维被广泛应用于橡胶、纺织、航空等行业。对于橡胶行业而言,为提高橡胶的性能,目前填料补强是一种通用且高效的解决方案,这在业内也已形成广泛共识。由于填料与橡胶之间的相容性较差,在制备填料/橡胶复合材料时,往往需要对填料进行前处理改性。受子午线轮胎内部结构的启发,骨架网络结构对橡胶的性能具有重要贡献,基于这一背景,本论文用芳纶长纤维构筑长纤骨架网络结构补强橡胶材料。基于这种方法,分别制备了芳纶/天然橡胶（NR）复合材料、芳纶/天然橡胶/丁苯橡胶（SBR）复合材料,研究并揭示了芳纶改性和橡胶并用比例对橡胶复合材料力学性能及疲劳性能的影响机制。主要内容如下:（1）采用不同改性方法对芳纶纤维进行改性,对改性芳纶纤维进行红外分析、热重分析、X射线衍射、扫描电镜测试,选取最佳的改性芳纶纤维。将改性芳纶填入天然橡胶体系中,构建骨架网络结构,探究芳纶长纤/天然橡胶复合材料的力学性能,揭示芳纶纤维与天然橡胶的界面相互作用。结果表明:KH550-UV二次改性芳纶纤维的效果最佳,且KH550-UV-AF/NR复合材料的力学性能最好,并具有最高的剩余撕裂强度和撕裂强度保存率。（2）制备KH550-UV-AF/NR/SBR复合材料,探究橡胶并用比例对橡胶复合材料力学性能的影响。结果表明:随着并用胶复合材料中SBR的含量占比的增加,力学性能逐渐降低。但是,KH550-UV-AF/NR/SBR复合材料经热空气老化后,其拉伸强度和断裂伸长率虽有下降,但热氧老化后KH550-UV-AF/NR/SBR复合材料的拉伸强度随SBR的增加呈现先增加后降低的趋势,在60NR/40SBR配比下达到最大值。（3）用60NR/40SBR配比的基体,初探芳纶纤维改性对橡胶复合材料疲劳性能的影响。结果表明:紫外辐照后KH550二次改性的芳纶长纤与并用胶基体间可形成良好的界面相容性,大幅提高两者间的相互作用。KH550-UV-AF/60NR/40SBR复合材料的界面作用较强,疲劳寿命提高明显,且高强度的疲劳循环对增强体与基体的界面相容性要求非常高。
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