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实 验 合成橡胶工业．2007一cr7一15，30(4)：258—262 CHlN^SYNTHETlCRUBBERINDUS汀RY 硅酸盐纳米纤维／氢化丁腈橡胶复合材料的性能 韩珍‘1，张立群2，田 明“ 1．北京化工大学教育部纳米材料重点实验室，北京l∞029； 2．北京化工大学北京市新型高分子材料制备与加工重点实验室．北京100029) 摘要：研究了热处理时间、偶联荆类型及用量和针状硅酸盐(Fs)对硅酸盐纳米纤维／氢化丁腈橡胶 (HNBR)复合材料性能的影响。结果表明，微米颗粒的Fs在HNBR中能够被解离成纳米纤维，并具有 优良的增强效果。FS／HNBR复合材料具有短纤维增强橡胶复合材料的应力一应变特性和各向异性，硅 烷偶联荆的加入和热处理能够提高复合材料的力学性能。热处理lOmin、Fs用量为50质量份、偶联刺 选用KH一570且其用量为2质量份时复合材料的力学性能较好。 关键词：硅酸盐纳米纤维；氢化丁腈橡胶；复合材料；热处理；硅烷偶联荆；力学性能 333．7 中圉分类号：TQ 文献标识码：A 文章编号：1000一1255(2007)04一02s8一05 V带传动是一种摩擦传动。V带底胶与齿轮 Fs，l250目，大连三环矿业有限公司生产。硅烷 摩擦，其横向要求强度大，纵向要求柔性好，具有 偶联剂y一(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅 明显的各向异性的性能要求。将短纤维加入橡胶 烷，牌号KH一570，南京曙光化工厂生产；乙烯基 后，既能保持橡胶的高弹性，又使橡胶具有了低伸 三乙氧基硅烷，牌号A一15l，北京化学试剂公司 长率下高模量的特点，这正是V带底胶所需要的 生产；乙烯基三甲氧基硅烷(牌号A—171)和乙 性能…。与传统的聚酯、尼龙等短纤维增强橡胶 烯基三(p一甲氧基乙氧基)硅烷(牌号A一172) 不同，针状硅酸盐(Fs)是一种内含纳米短纤维的均由南京康普顿曙光有机硅化工有限公司生产； 天然层链状含水富镁铝硅酸盐矿物，其纤维间的 7一(2，3一环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷，牌号 相互作用力较弱，在极性较强的分散介质(如水、 KH一560，南京曙光化学公司生产。其他原料均 乙醇等)和较高黏度或极性的聚合物中，微米级 为市售品。 FS颗粒可以直接解离成纳米单晶或晶束。通过 1．2基本配方 原位聚合，FS可以纳米尺寸分散在聚合物中，因 ． 基本配方(质量份，下同)为HNBR100，FS 而具有很好的增强效果¨J，。通过机械共混的方 50，防老剂10lO1．5，酚醛树脂20115，碱式碳酸 法，改性FS也能被解离成纳米纤维分散在橡胶基 锌I；变量为偶联剂类型、用量及FS用量(如无特 质中，制备各种橡胶纳米复合材料H“1。汽车V 别说明均为以上配方)。 带此前使用的是氯丁橡胶，由于其耐热性欠佳，已 1．3制备工艺 不能满足高性能V带的要求。美国、日本等已将 复合材料的制备 在双辊开炼机中放人橡 氢化丁腈橡胶(HNBR)用于制造汽车V带。本工 胶，使其包辊，将辊距缩至最小，依次加入防老剂 作用Fs作为短纤维填料增强HNBR，研究了该复 1010和硅烷偶联剂，然后分批次缓慢加入Fs与 合材料的性能。 橡胶混炼均匀，接着在150℃的高温开炼机上热 处理，最后在双辊开炼机上加入硫化剂酚醛树脂 l 实验部分 混炼均匀，形成复合物(或混炼胶)。 1．1 原材料 20lO L，结合丙烯腈质 HNBR，牌号为zetpol