本技术属于复合材料技术领域,具体公开了一种芳纶浆粕纤维/三元乙丙橡胶复合材料及制备方法。本发明通过将三元乙丙橡胶生胶、炭黑、阻燃剂、硫化剂、促进剂以及改性芳纶浆粕混合后混炼,待混炼均匀后得到生片,将生片在平板硫化机上进行加压硫化,即得到芳纶浆粕纤维/三元乙丙橡胶复合材料。通过本发明方法改性的芳纶浆粕具有微纤缠结程度轻及与三元乙丙橡胶结合力强的特点,使得芳纶浆粕纤维/三元乙丙橡胶复合材料具有较好的力学性能。
背景技术
浆粕型芳纶是一种具有高度分散性的原纤化芳纶纤维产品,不仅保留了芳纶纤维优良的物理机械性能,如高强度,高模量,尺寸稳定等,同时芳纶浆粕表面具有丰富的毛羽微纤、巨大的比表面积、很好的韧性,在激烈的混合加工过程中不会发生断裂,不会降低芳纶浆粕的长径比,因此在复合材料领域具有广泛的应用前景。
但是芳纶浆粕要用于复合材料需要解决两个问题,一是芳纶浆粕化学结构规整,高度刚性,同时芳纶浆粕表面不具有亲水基团,使得芳纶浆粕表面活性较低。为了更好的发挥其优异的力学性能,需要改善芳纶浆粕在复合材料中的分散性,一般通过浆粕表面预处理和改性来提高纤维表面性能,从而改善浆粕中纤维的分散性与复合材料界面结合状况。第二个问题是,芳纶中浆粕存在大量的微纤,微纤之间容易缠结导致芳纶浆粕团聚现象严重,使得其在复合材料基体树脂中的分散性不佳,影响芳纶浆粕性能的发挥。
为此,近年来已经有了大量的研究用以提高芳纶浆粕表面的反应活性,如共沉析出法、白炭黑处理法、等离子体处理法、表面活性剂处理方法等等。不同的处理方法均可在一定程度上改善芳纶与复合材料基体之间的界面性能,但单一的处理方法均有其局限性,其效果还不够理想。如何制备具有良好分散性和界面效果的芳纶浆粕/高分子树脂复合材料仍然是目前芳纶浆粕应用没有得到较好解决的问题之一。
在中国专利CN117777499B公开了一种芳纶浆粕母胶粒的制备方法及其在耐油胶管中的应用,其中也提到在制备芳纶浆粕/丁腈橡胶复合材料中先进行微纤解缠结然后再用偶联剂对芳纶浆粕进行表面改性。然而该专利技术中的微纤解缠结方法是先用等离子体对芳纶浆粕进行处理,然后再使用前驱体通过溶液-凝胶法在芳纶浆粕纤维表面原位生长纳米二氧化硅,从而起到微纤解缠结的效果。但该技术需要专用的等离子体处理设备,此外溶液-凝胶法通过前驱体原位生长纳米二氧化硅过程也比较繁琐,每次操作的重复性较差。
因此,如何提供一种不需要特殊设备、处理流程较短、可以在工业上大规模使用的简单高效的芳纶浆粕微纤解缠结和表面改性方法仍然是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
实现思路