玄武岩短纤维-芳纶浆粕/氯丁橡胶复合材料的制备与性能

以氯丁橡胶（CR）为基体，改性玄武岩短纤维（BSF）和芳纶浆粕（AP）作为增强相，制备了高强度、高模量的BSF-AP/CR复合材料，系统地研究了BSF和AP对BSF-AP/CR复合材料基本物理性能、动态力学性能和动刚度的影响。采用超声波辅助γ-氨丙基三乙氧基硅烷（KH550）对BSF进行了改性，通过FTIR测试显示KH550与BSF表面基团发生了反应。通过SEM观察发现，改性BSF与CR界面相容性较好，易于分散和取向，而AP锚固在CR基体中，取向度不如BSF高；随着BSF与AP质量比值减小，BSF-AP/CR复合材料的拉伸强度、拉断伸长率和屈挠性能降低，耐撕裂性能和耐磨性能变好。采用弹性体材料测试系统（MTS）测试复合材料的动刚度。结果表明，BSF与AP质量比越小，BSF-AP/CR复合材料的动刚度越大，说明AP对BSF-AP/CR复合材料动刚度贡献大。动态力学性能显示，AP用量越多，BSF-AP/CR复合材料的储能模量（G'）越高，Payne效应越明显，而阻尼因子越小，说明AP有良好的模量-滞后平衡效应。当BSF与AP质量比为10：10时，BSF-AP/CR复合材料的综合性能较好。