超高分子量聚乙烯纖維-天然橡膠復(fù)合材料的制備與性能研究.pdf

1、基于超高分子量聚乙烯纖維的熔點(diǎn)在130℃左右，而橡膠硫化一般要在150℃以上進(jìn)行的情況，本文從研究天然橡膠的低溫硫化技術(shù)與硫化機(jī)理出發(fā)，在此基礎(chǔ)上加入經(jīng)預(yù)處理的超高分子量聚乙烯纖維(UHMWPEFiber)，制備了超高分子量聚乙烯纖維/天然橡膠復(fù)合材料，考察了UHMWPE纖維的處理方法、纖維長(zhǎng)度以及復(fù)合工藝對(duì)所制纖維/橡膠復(fù)合材料性能的影響。
　　研究結(jié)果表明，傳統(tǒng)的硫化配方通常采用準(zhǔn)速級(jí)或中速級(jí)促進(jìn)劑（如MBT、CZ、DPG等）

2、，此法在低于正常硫化溫度下硫化時(shí)，膠料通常無(wú)法硫化。本實(shí)驗(yàn)采用二硫代氨基甲酸鹽類促進(jìn)劑（如ZBEC、ZDMC）促進(jìn)硫化，在低于正常溫硫化溫度硫化時(shí)，膠料的特性有所改善。其中與許多常用的促進(jìn)劑并用時(shí)，硫化速度進(jìn)一步加快:與噻唑類（MBT、DM、CZ等）促進(jìn)劑并用時(shí)，膠料的硫化特性進(jìn)一步改善，然而其老化性能有所下降;而與胍類促進(jìn)劑DPG并用時(shí)，膠料的硫化特性有所改善，但是老化性能有較大程度的改善。
　　通過(guò)核磁共振測(cè)交聯(lián)密度、化學(xué)探測(cè)

3、劑法、原位紅外等研究方法，我們發(fā)現(xiàn)ZBEC與MBT反應(yīng)能夠生成較為完善的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，但在硫化過(guò)程中生成較多的多硫鍵與雙硫鍵，這使得其耐熱氧化性能較差的原因，而DPG與ZBEC并用后生成的單硫鍵與碳碳鍵較多，老化性能較好。
　　對(duì)UHMWPE纖維的采用多種不同的處理方法，結(jié)果顯示，鉻酸、高錳酸鉀、BPO溶液對(duì)纖維表面都有一定的處理效果，都能降低纖維與乙二醇的接觸角，改善粘接性能、BPO對(duì)纖維的處理的效果比較好且不會(huì)對(duì)纖維造成破壞，鉻酸

4、的處理液次之，高錳酸鉀的處理效果最差。分別采用鉻酸處理3min或用BPO溶液處理20min以上，均能制得性能較好的超高分子量聚乙烯纖維/天然橡膠復(fù)合材料。
　　本工作采用纖維采用擦膠的方式加入，纖維能夠達(dá)到較好的分散，且物理機(jī)械性能較好;纖維用量為2份時(shí)，纖維的取向程度最大，材料的各向異性較好;膠料的縱向與橫向性能差異越大;纖維采用鉻酸處理3min和BPO處理20min，均能使復(fù)合材料獲得較好的物理機(jī)械性能，且纖維與橡膠之間的粘接