短纖維具有高定伸、耐切割、耐撕裂、耐刺穿、低生熱、低壓縮變形等特點(diǎn),是再生膠制品生產(chǎn)中常用的骨架材質(zhì)之一,賦予再生膠制品高強(qiáng)度、高模量。使用短纖維增強(qiáng)再生膠時(shí),再生膠為連續(xù)相、短纖維為分散相,兩相之間會(huì)形成界面層,只有橡膠基質(zhì)、纖維與界面層達(dá)到一定性能要求時(shí),短纖維才能夠充分發(fā)揮補(bǔ)強(qiáng)作用。因此再生膠使用短纖維增強(qiáng)時(shí)需要注意三個(gè)實(shí)際問題:分散、粘合、取向。
1.短纖維在再生膠中的分散問題
在實(shí)際生產(chǎn)中,為保證短纖維能夠在再生膠中迅速分散且使纖維受到最小的破壞,橡膠制品廠家必須進(jìn)行一些準(zhǔn)備工作。建議采取以下措施提高短纖維在再生膠中的分散性:
(1)膠乳-短纖維共沉預(yù)處理方法。
(2)膠漿-短纖維共沉法:將短纖維的水域分散體在攪拌下緩慢混到橡膠溶液中,分離得到短纖維的橡膠溶液,使用100℃水蒸氣蒸發(fā)有機(jī)溶劑,得到預(yù)分散體。
(3)機(jī)械分散法:采用特殊的機(jī)械分散纖維束,再在攪拌情況下加到橡膠溶液中,真空干燥制得預(yù)處理的短纖維。
(4)干膠共混法:將少量橡膠和一定量潤(rùn)滑劑與大量短纖維均勻制成短纖維預(yù)分散體。
(5)使用粉體填料涂覆:使用配方中的炭黑或白炭黑等將短纖維混涂使纖維處于分離狀態(tài)。
2.短纖維與再生膠之間界面層的粘合問題
再生膠制品使用短纖維增強(qiáng)時(shí),界面層必須具有至少大于橡膠基體強(qiáng)度和模量的性能,否則界面層就會(huì)成為早期破壞點(diǎn),起不到增強(qiáng)作用。將短纖維2ELYY419浸漬預(yù)處理,或者在橡膠配方中加入增粘劑,都可以提高短纖維與再生膠之間的粘合強(qiáng)度。在實(shí)際生產(chǎn)中,界面層結(jié)合對(duì)再生膠-纖維補(bǔ)強(qiáng)材料性能有重要影響,經(jīng)預(yù)處理后的短纖維用于再生膠制品生產(chǎn)中,成品拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度更高。
3.短纖維在再生膠中的取向問題
短纖維的取向有三個(gè)方向,與壓延方向一致的軸向(L)、與L處于同一平面并垂直于壓延發(fā)向(T)以及垂直L-T平面的方向(Y)。再生膠混煉后,短纖維需要借助橡膠的黏性流動(dòng)和煉膠機(jī)輥筒的剪切拉伸強(qiáng)度效應(yīng),利用壓延、壓出等工藝使短纖維定向排列。短纖維取向后,平行于纖維方向的拉伸強(qiáng)度大大超過垂直于纖維取向的拉伸強(qiáng)度。
再生膠混煉工藝影響取向,混煉過程中如果能夠注意取向方向,對(duì)制取高度取向材料十分有利。在實(shí)際生產(chǎn)中,取向程度決定再生膠復(fù)合材料性能各向異性的程度。檢測(cè)取向程度,最直觀的方法就是光學(xué)顯微鏡和電子顯微鏡觀測(cè),或者輔以圖像分析儀檢測(cè)。使用短纖維補(bǔ)強(qiáng)的再生膠材料,對(duì)于拉伸強(qiáng)度、彎曲模量都是沿L方向比沿T方向大,耐磨性Y方向最好。
使用再生膠生產(chǎn)橡膠管、三角帶、輸送帶、輪胎、密封件、防水片材、減震器等制品時(shí),都有可能用到短纖維,比如三角帶壓縮層中使用5-20份短纖維可以明顯提高三角帶的橫向剛度,具有較好的縱向撓性、較低的彎曲模量,明顯提高三角帶側(cè)面摩擦力、提高傳動(dòng)效率,使用過程中不易打滑。深入了解短纖維在再生膠中的分散、粘合、取向問題,對(duì)提高再生膠制品綜合指標(biāo)、擴(kuò)大再生膠應(yīng)用范圍意義重大,后期小編將繼續(xù)與您討論相關(guān)問題。
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