据统计我国每年的报废轮胎差不多1亿条,如何利用这么大量的废轮胎是环境保护中十分重大的问题。废轮胎可以生产废胶粉,并副产大量的废轮胎纤维。为了同时回收利用废胶粉和废纤维,解决不饱和树脂固化后硬而脆、耐冲击性能差的问题。本课题首次提出并制备了不饱和聚酯/废胶粉/废纤维复合材料,利用不饱和聚酯作为基体和粘接剂,废纤维作为增强增韧材料,废胶粉作为增韧和填充材料,通过调整三者的比例,获得了具有优良综合性能的环保复合材料。本文对所使用的废胶粉和废纤维的基本情况进行了表征。结果表明,所用的废胶粉的平均粒径为174.4μm;测试分析表明废胶粉的组成是橡胶等有机物为62.5wt%,炭黑为26.3wt%,无机填料为11.18wt%;废胶粉中的橡胶组分为天然橡胶和顺丁橡胶。研究表明废纤维直径约为30μm左右,长径比约为100～150之间其主要成为尼龙6和尼龙66纤维。本文用DMA技术来探讨了复合材料的固化和后固化工艺。确定135～150℃为复合材料的快速固化温区;发现在145℃固化时凝胶时间大概为17.8min,后固化条件为170℃×6h时,材料性能最佳。用废胶粉增韧复合材料。TEM和光电子能谱测试结果表明,苯乙烯单体可以渗透到废胶粉颗粒中并交联;SEM、TEM测试表明苯乙烯单体预处理后的废胶粉在树脂中的分散比较均匀,废胶粉与树脂的界面变得模糊,两相界面结合良好;预处理时间为12h时复合材料的综合性能最佳。废胶粉量在15～20phr时,冲击强度由不加废胶粉时的13kJ/m2提高到20kJ/m2,提高了54%,增韧效果明显,综合力学性能最佳。对废纤维进行改性研究,发现废纤维经过四种改性剂改性后的复合材料的力学性能都得到了一定的提高,其中改性剂MF的改性效果最好,最佳用量为6～12phr。改性纤维在用量为120phr左右时有最佳综合性能,拉伸强度、弯曲强度和冲击强度分别为21.27MPa、50.45MPa和21.29kJ/m2,比没改性的分别提高了73.2%、35.5%和19.7%,这说明废纤维对复合材料有增强增韧作用。红外光谱图和显微照片分析表明改性剂MF可以粘附到废纤维表面;DMA测试结果表明,改性剂MF的加入可提高废纤维跟树脂的相容性,增加复合材料的储能模量;接触角测试表明改性剂MF的加入有利于提高材料的疏水性;SEM测试表明,改性剂MF的加入增强了废纤维与树脂间粘结性,使得它们之间的结合更加牢固,这也是加入改性剂MF的材料力学性能大幅提高的主要原因。对复合材料进行了热氧老化性能研究。测试分析表明:复合材料的热氧老化主要以交联反应为主;随着老化条件的苛刻度增加,交联程度越高,各组分间相容性下降。在80℃热水老化后,复合材料的拉伸强度、弯曲模量和弯曲强度都大幅下降,而冲击强度略有上升。其原因可能是水的增塑作用、废纤维能在热水中水解以及不饱和聚酯与水形成氢键。