新型预处理芳纶短切纤维系列产品的开发和应用VIP免费

新型预处理芳纶短切纤维系列产品的开发和应用朱新军1,2哈德尔别克2许涛2王文波1钦焕宇1吴卫东2（1.黑龙江弘宇短纤维新材料股份有限公司富锦457100；2.北京化工大学先进弹性体材料研究中心北京100029）摘要：本文对比研究了各种表面粘合预处理浸渍液配方和工艺对不同厂家生产的对位芳纶长丝和间位芳纶长丝纤维进行表面预处理得到的预处理芳纶短切纤维对三元乙丙橡胶（ＥＰＤＭ）的增强性能，通过研究为高性能芳纶短切纤维系列产品的开发及其在耐热橡胶传动带中的具体应用提供参考，同时对比研究了国外同类产品的性能。研究结果表明，采用特殊的活化浸渍－ＲＦＬ处理液体系和热处理工艺可以有效改善预处理芳纶短切纤维与三元乙丙橡胶之间的界面粘合水平。关键词：芳纶纤维预处理短纤维界面粘合传动带前言芳纶（芳香族聚酰胺纤维）是20世纪70年代发展起来的一种新型高性能产业纤维，芳纶纤维主要分为两种：间位聚酰胺纤维（meta-aramidfiber,国内名称芳纶1313）和对位聚酰胺纤维（para-aramidfiber,国内名称芳纶1414）。间位芳纶具有良好的热稳定性、阻燃性、电绝缘性、化学稳定性以及耐辐射性等，但模量和强度明显不如对位芳纶，对位芳纶具有较好的耐热性、高弹性模量、高强力及很好的尺寸稳定性等。芳纶纤维是橡胶工业理想的骨架材料之一，由于其具有很高的取向度和结晶度，并且没有无定形区，而分子链段中有大量苯环，位阻较大，因此酰胺基团较难与其他原子或基团发生化学反应，所以对于芳纶纤维表面进行粘合浸渍预处理比较困难，预处理的芳纶纤维与橡胶基质的界面粘合相对较差一些。基于此国内外专家学者对芳纶纤维的表面粘合改性进行了大量研究，目前表面涂层处理方法在工业中已经得到广泛的应用。最近弘宇新材-北化短纤维预处理技术研究中心进行了高性能芳纶纤维表面粘合预处理技术的开发，在多年尼龙、聚酯、棉纤维的表面预处理技术研究和产品开发基础上[1-4]，采用先活化再RFL增粘处理的二浴法浸渍预处理技术，不仅在第一浴的纤维表面活化预处理技术上进行改进，更在第二浴的RFL增粘预处理配方和工艺方面进行了创新改进，可满足不同橡胶基体尤其是表面难以粘合的非极性三元乙丙橡胶（EPDM）对粘合性能的特殊要求[5-6]。基于上述技术开发的预处理芳纶短切纤维系列产品可广泛应用于氯丁橡胶CR、EPDM、氢化丁腈HNBR等橡胶基的汽车传动带压缩层胶料的配合中，能够明显提高压缩层胶料的抵抗侧向压缩变形能力，同时由于与基体橡胶之间具有良好的界面粘合水平，提高了传动带的高温疲劳使用寿命。另外，目前在国内外市场上还没有经过预处理的间位芳纶短纤维产品，尽管间位芳纶纤维的模量和强度比对位芳纶要差很多，但由于间位芳纶纤维表面更易于增粘预处理以及耐热性与对位芳纶相当，通过上述技术开发的预处理间位芳纶短纤维产品相比于目前市场上的各种预处理对位芳纶短纤维产品，与各种基体橡胶之间具有更好的界面粘合水平。本文对比研究了各种表面粘合预处理浸渍液配方和工艺对不同厂家生产的对位芳纶、间位芳纶纤维进行表面预处理得到的预处理芳纶短切纤维对三元乙丙橡胶（ＥＰＤＭ）的增强性能，期望为高性能芳纶短纤维产品的开发及其在耐热橡胶传动带中的具体应用提供参考。实验部分1．原材料及配方：实验采用黑龙江弘宇短纤维新材料股份有限公司生产的三种不同表面粘合水平的预处理对位芳纶和间位芳纶短切纤维共六种产品：Ｃ-未处理；Ｎ-常规粘合处理；Ｈ-高活性粘合表面处理,ＭＡＦ－间位芳纶，ＰＡＦ－对位芳纶，短纤维长度均为1mm；作为对比还采用了国外厂家生产的纤维长度为1毫米的芳纶短切纤维DCAF-1以及弘宇公司生产的1毫米长的高活性尼龙66短切纤维HFN66-1。EPDM橡胶配方为：EPDM4045：100；SA：1.0；ZnO：5.0；S:1.5；促进剂M：1.5；促进剂TT:0.5；促进剂BZ:1.5；白炭黑silica：20；短纤维：变量。2．加工工艺及试样制备：采用开炼机混炼，首先将除了短纤维以外的生胶和配合剂在1毫米辊距下混炼制备出一段EPDM母胶（可一次性混炼出10-20个测试配方需要的混炼胶量），然后按照配方用量，1毫米辊距下一段母胶包辊后加入配方用量的芳纶短切纤维进行混炼，基本分散均匀后，...