橡胶的其它传统补强

其它传统补强体系

§1有机补强剂

对于高硬度、高补强的胶料单纯依靠增加炭黑用量的办法难以达到要求，通常在配方中使用酚醛补强树脂或高苯乙烯树脂等补强剂以达到进一步提高胶料硬度的目的。

§1有机补强剂橡胶用有机补强剂包括合成树脂和天然树脂，但并非所有树脂都可用作补强剂。用作补强剂的树脂多为合成产品，如酚醛树脂、石油树脂及古马隆树脂。天然树脂有木质素等。许多树脂在胶料中同时兼有多种功能，如酚醛树脂可用作补强剂、增粘剂、纤维表面粘接剂、交联剂及加工助剂。石油树脂、高苯乙烯树脂也有多种功能。

一．酚醛树脂一般橡胶专用补强酚醛树脂的聚合必须加入第三单体，并通过油或胶乳改性合成的酚醛树脂，使其具有高硬度、高补强、耐磨、耐热及加工安全和与橡胶相容性好的特征。通用橡胶补强酚醛树脂主要有间苯-甲醛二阶酚醛树脂、贾树油或妥尔油改性二阶酚醛树脂和胶乳改性酚醛树脂。酚醛树脂的化学结构特征如图所示。R1，R2为不同的烷基；X，Y为非金属原子或烷基酚醛树脂能赋予胶料一定的硬度、定伸应力和低形变性，而仅仅通过增大CB用量不能达到此目的，因此近年来其在橡胶中的应用越来越广泛，如用做胶料增黏剂、胶黏剂以及充气子午胎胎圈胶的增硬剂等。新型酚醛树脂的另一大优势是它能在胶料中形成与胶料网络相互作用的三维网络结构，起到补强作用。线形酚醛树脂（甲醛/苯酚摩尔比为0.75-0.85在酸性介质中反应生成，Mn为2000）用做橡胶补强剂时必须加入固化剂，如HMT（六亚甲基四胺）、三聚甲醛、多聚甲醛等。由于要与酚醛树脂中的酚羟基反应，因此最好选用能在高温下甲醛或亚甲基给予体的固化剂以改善耐热性。近年来，在轮胎行业中逐渐用三聚氰胺树脂取代HMT，它可为胶料提供适当的物理性能，并使胶料具有加工安全性和防止钢丝帘线腐蚀的特性线形酚醛树脂商业化的产品主要有：美国Occidental公司的Durez系列、Schenectady公司的SP系列、Summit公司的Duphene系列、PolymerApplications公司的PA53系列；德国BASF公司的Koreforte系列；法国CECA公司的R系列；我国常州常京化学有限公司的PFM系列。酚醛树脂主要用于刚性和硬度要求很高的胶料中，尤其常用于胎面部位（胎冠和胎面基部）和胎圈部位（三角胶和耐磨胶料）。二．石油树脂石油树脂是石油裂解副产物的C5、C9馏分经催化聚合所制得的分子量油状或热塑性烃类树脂。按化学成分可分为芳香族石油树脂（C5树脂）、脂肪族石油树脂（C9树脂）、脂肪-芳香族树脂（C5/C9共聚树脂）、双环戊二烯树脂（DCPD树脂）以及这些树脂加氢后的加氢石油树脂。

C5石油树脂还可进一步分为通用型、调和型和无色透明型3种。C5石油树脂软化点多在100℃左右，主要作为增粘剂用于NR和IR胶料中。C9石油树脂，按原材料预处理及软化点分为PR1和PR2两种型号和多种规格。C9石油树脂软化点为90~100℃，主要用于油墨和涂料；软化点在120℃以上的C9石油树脂还可用作橡胶补强剂。C5/C9石油树脂为C5和C9两种成分兼有的树脂，软化点为90~100℃，主要用于NR和SBR等橡胶和苯乙烯型热塑性弹性体。DCPD树树脂脂又又有有普普通通型型、、氢氢化化型型和和浅浅色色型型3种种之之分分。。C9石石油油树树脂脂，，按按原原材材料料预预处处理理及及软软化化点点分分为为PR1和和PR2两两种种型型号号和和多多种种规规格格。。软软化化点点为为80~100℃℃，，用用于于轮轮胎胎、、涂涂料料和和油油墨墨。。氢氢化化的的DCPD树树脂脂软软化化点点可可高高达达100~140℃℃，，主主要要用用于于各各种种苯苯乙乙烯烯型型热热塑塑性性弹弹性性体体和和塑塑料料中中。。石油油树树脂脂为为NR和和SR的的良良好好配配合合剂剂。。做做补补强强剂剂时时，，加加入入10-15份份可可使使橡橡胶胶的的拉拉伸伸强强度度和和断断裂裂伸伸长长率率分分别别提提高高10-30%。。同同其其它它类类似似材材料料相相比比具具有有以以下下优优势势：：价格便便宜。。是松松香的的70-80%，古古马隆隆的80-90%，，可完完全或或部分分代替替之。。一料多多用，，性能能齐全全。兼兼具软软化、、增黏黏和补补强填填充作作用。。无毒，，不污污染环环境。。可适适当替替代有有致癌癌嫌疑疑的芳芳香油油作为为橡胶胶操作作油。。种类繁繁多，，资源源丰富富。三．苯苯乙烯烯树脂脂常用的的高苯苯乙烯烯树脂脂由苯苯乙烯烯和丁丁二烯烯共聚聚制得得，苯苯乙烯烯含量量在85%左右右，有有橡胶胶状、、粒状状和粉粉状。。高苯乙乙烯树树脂的的性能能与其其苯乙乙烯含含量有有关。。苯乙烯烯含量量70%的的软化化温度度为50~60℃；；苯乙烯烯含量量85~90%的软软化温温度为为90~100℃。。苯乙烯烯含量量增加加，胶胶料强强度、、刚度度和硬硬度增增加。。高苯乙乙烯树树脂与与SBR的的相容容性很很好，，可用用于NR、、NBR、、BR、CR，，但不不宜在在不饱饱和度度低的的橡胶胶中使使用。。一般般多用用于各各种鞋鞋类部部件、、电缆缆胶料料及胶胶辊。。高苯苯乙烯烯树脂脂的耐耐冲击击性能能良好好，能能改善善硫化化胶力力学性性能和和电性性能，，但伸伸长率率下降降。四．木木质素素木质素素是造造纸工工业的的废弃弃物，，每年年可从从造纸纸污水水中提提取约约3000万吨吨。木木质素素是一一种主主要由由碳、、氢、、氧三三元素素组成成的天天然高高分子子化合合物。。是苯苯丙基基单元元通过过—O—，，—C—C—连连接的的芳香香族化化合物物，它它的分分子结结构复复杂，，分子子量约约为800~12000。木质素素在温温度升升至70~110℃℃干燥燥时，，出现现软化化和粘粘性增增加现现象，，而聚聚集成成较大大颗粒粒，平平均粒粒径达达5μμm以以上。。因此此，直直接将将这种种微米米的木木质素素混入入橡胶胶后，，通常常不能能获得得很好好的补补强效效果，，而只只能起起着填填充的的作用用。为了获获得木木质素素对橡橡胶的的补强强效果果，可可以将将木质素素羟甲甲基化化（甲甲醛改改性））可以显显著降降低其其分子子附聚聚体的的尺寸寸，提提高与与橡胶胶间的的反应应活性性和在在橡胶胶中的的分散散性，，分散散尺寸寸100~300nm。。§2无无机机填充充剂一．无无机填填料的的特点点与炭黑黑相比比，无无机填填料具具有以以下特特点：：（1））来源源丰富富，主主要来来源于于矿物物，价价格比比较低低；（2））多为为白色色或浅浅色，，可以以制造造彩色色橡胶胶制品品；（3））制造造能耗耗低，，制造造炭黑黑的能能耗比比无机机填料料高；；（4））某些些无机机填料料具有有特殊殊功能能，如如阻燃燃性、、磁性性等；；（5））对橡橡胶基基本无无补强强性，，或者者补强强性低低。对于橡橡胶工工业，，补强强是非非常重重要的的，否否则许许多非非自补补强橡橡胶便便失去去了使使用价价值。。但多多数无无机填填充剂剂的补补强性性能不不如炭炭黑好好，主主要原原因是是无机机填料料具有有亲水水性，，与橡橡胶的的亲和和性不不好，，因此此降低低无机机填料料的粒粒径和和表面面亲水水性是是关键键。二．无无机填填料表表面改改性的的主要要方法法填料的的表面面改性性，一一般有有下述述几种种方法法：（1））亲水水基团团调节节（2））偶偶联联剂剂或或表表面面活活性性剂剂改改性性无无机机填填料料表表面面（3））粒粒子子表表面面接接枝枝聚聚合合物物接接枝枝，，引引发发活活性性点点吸吸附附单单体体聚聚合合接接枝枝。。（4））粒粒子子表表面面离离子子交交换换改改变变表表面面离离子子，，自自然然改改变变了了表表面面的的性性质质。。（5））粒粒子子表表面面聚聚合合物物胶胶囊囊化化用用聚聚合合物物把把填填料料包包一一层层，，但但互互相相无无化化学学作作用用。。这些些方方法法中中目目前前工工业业上上广广泛泛采采用用的的是是第第二二种种即即用用偶偶联联剂剂及及表表面面活活性性剂剂改改性性无无机机填填料料。。§3短短纤纤维维补补强强橡胶胶中中使使用用长长纤纤维维做做骨骨架架材材料料的的主主要要目目的的在在于于提提高高制制品品的的力力学学强强度度和和模模量量，，限限制制其其外外力力作作用用下下的的变变形形。。长长纤纤维维与与橡橡胶胶的的复复合合，，制制造造工工艺艺是是比比较较麻麻烦烦的的。。短短纤纤维维橡橡胶胶复复合合体体的的强强度度虽虽不不及及长长纤纤维维橡橡胶胶复复合合体体，，但但具具有有保保持持橡橡胶胶制制品品形形状状的的性性能能，，以以及及可可控控制制复复合合体体的的强强度度、、弹弹性性模模量量和和纤纤维维定定向向等等；；加加工工方方面面也也不不象象长长纤纤维维复复合合体体那那样样复复杂杂，，用用开开炼炼机机、、密密炼炼机机、、挤挤出出机机等等通通用用橡橡胶胶机机械械即即可可容容易易地地加加工工成成型型。。短纤纤维维指指长长度度≤≤5mm的的纤纤维维，，对对它它的的研研发发始始于于20世世纪纪7O年年代代。。1972年年美美国国孟孟山山都都公公司司首首先先将将其其成成功功地地用用于于胶胶管管。。此此后后不不少少国国家家相相继继从从事事研研究究。。目前前，，研研究究和和使使用用的的重重点点放放在在：：重型型轮轮胎胎(如如工工程程胎胎和和越越野野轮轮胎胎)。。管、、带带则则是是另另一一个个重重点点，，用用橡橡胶胶／／纤纤维维复复合合材材料料来来取取代代胶胶层层／／织织物物骨骨架架层层，，可可免免除除压压延延擦擦胶胶、、裁裁断断、、贴贴合合等等多多道道操操作作，，大大大大简简化化了了工工艺艺。。据国国外外报报道道，，短短纤纤维维也也可可取取代代传传统统补补强强剂剂(如如炭炭黑黑)，，用用于于鞋鞋底底等等模模压压制制品品。。一．．短短纤纤维维的的种种类类橡胶胶复复合合材材料料用用的的短短纤纤维维有有下下述述的的丝丝和和麻麻等等天天然然纤纤维维；；聚聚酯酯和和芳芳纶纶纤纤维维等等合合成成纤纤维维；；碳碳纤纤维维等等无无机机纤纤维维以以及及金金属属纤纤维维。。天然然纤纤维维：：丝丝纤纤维维、、麻麻纤纤维维、、椰椰子子纤纤维维、、木木材材纤纤维维素素纤纤维维、、木木浆浆纤纤维维、、黄黄麻麻纤纤维维等等。。例如如木木材材纤纤维维素素纤纤维维因因在在加加工工过过程程中中不不会会破破损损且且容容易易弯弯曲曲，，所所以以在在橡橡胶胶复复合合体体中中保保持持较较高高的的长长径径比比因因而而表表现现出出较较高高的的补补强强性性。。木木浆浆纤纤维维的的平平均均拉拉伸伸强强度度为为500MPa，，只只是是玻玻璃璃纤纤维维的的25%，，尼尼龙龙纤纤维维的的60%，，但但因因其其表表面面含含有有羟羟基基和和原原纤纤维维，，作作为为界界面面的的强强有有力力的的结结合合点点起起作作用用，，因因此此可可赋赋予予橡橡胶胶复复合合体体以以较较高高的的补补强强性性。。合成成纤纤维维：：聚聚酯酯纤纤维维、、芳芳香香族族聚聚酰酰胺胺纤纤维维(芳芳纶纶纤纤维)、、尼尼龙龙纤纤维维、、粘粘胶胶纤纤维维和和维维纶纶。。合成成纤纤维维的的表表面面一一般般无无活活性性，，与与橡橡胶胶基基质质粘粘合合较较难难，，需需要要进进行行表表面面处处理理。。无机机纤纤维维：：碳碳纤纤维维、、玻玻璃璃纤纤维维、、碳碳化化硅硅纤纤维维、、钛钛酸酸钾钾纤纤维、、石石墨墨纤纤维维等等。。玻玻璃璃纤纤维维和和碳碳纤纤维维其中中玻玻璃璃纤纤维维和和碳碳纤纤维维是是纤纤维维增增强强塑塑料料(FRP)使使用用较较多多的的纤纤维维。。但但是是，，该该纤纤维维用用于于橡橡胶胶时时因因质质地地较较脆脆在在混混炼炼过过程程中中易易破破损损，，致致使使长长径径比比显显著著减减小小，，而而补补强强效效果果降降低低。。不不过过，，纤纤维维会会随随其其直直径径变变小小而而变变得得柔柔软软起起来来，，加加工工过过程程中中的的破破损损也也趋趋于于减减少少。。该该纤纤维维和和合合成成纤纤维维一一样样表表面面无无活活性性，，如如不不进进行行表表面面处处理理就就难难以以获获得得牢牢固固的的粘粘合合。。在以以上上各各类类短短纤纤维维中中碳短短纤纤维维和和芳芳纶纶短短纤纤维维兼兼有有高高强强度度、、低低相相对对密密度度的的双双重重优优势势，，单单从从技技术术角角度度考考虑虑，，它它们们是是最最理理想想的的品品种种，，但但成成本本高高昂昂，，难难以以大大量量推推广广。。玻璃璃短短纤纤维维虽虽价价格格低低廉廉，，但但抗抗弯弯曲曲性性能能差差，，相相对对密密度度大大，，也也有有局局限限性性。。目前前总总的的来来说说，，还还是是以以尼尼龙龙、、人人造造丝丝、、聚聚酯酯等等短短纤纤维维品品种种最最具具现现实实意意义义。。二、、影影响响短短纤纤维维性性能能的的因因素素短纤维维的补补强作作用可可通过过控制制其长径比比(长度度/直直径)、纤维的的取向向形成由由物理理或化化学键键导致致的强力粘粘合界界面，以以及确确立高分散散状态态等手段段来获获得。。因此，，对于于补强强用短短纤维维要求求其具具有长长径比比约在在100～～200之之间间、可可与橡橡胶基基质进进行牢牢固粘粘合，，以以及加加工处处理时时不损损害它它的柔柔软性性。1.短短纤维维的长长度橡胶工工业用用的短短纤维维一般般指纤纤维断断面尺尺寸在在1到到几十十微米米间，，长径径比在在250以以下，，通常常在100~200间，，长度度在35mm以以下，，通常常为3~5mm的各各类纤纤维。。实际使使用时时纤维维长度度以2～5mm为为宜，，直径径以0.25～～0.5mm为宜宜，也也就是是说，，长径径比可可介于于100——200的的范围围，可可与橡橡胶基基质进进行牢牢固粘粘合，，以以及加加工处处理时时不损损害它它的柔柔软性性。实践证证明，，长径径比太太大会会导致致结团团，影影响补补强效效果。。短纤维维补强强胶料料一般般用开开炼机机、密密炼机机、捏捏炼机机等高高剪切切力橡橡胶加加工机机械进进行混混炼，，因此此象玻玻璃纤纤维、、碳纤纤维等等较脆脆的短短纤维维在加加工过过程中中容易易断裂裂、粉粉碎。。短纤纤维混混炼后后的破破碎程程度随随所用用橡胶胶种类类、配配方、、短纤纤维种种类和和直径径而异异。聚酯纤纤维、、维纶纶纤维维、聚聚间苯苯二甲甲酰间间苯二二胺纤纤维混混炼中中不产产生弯弯曲和和破断断，纤纤维分分布与与混炼炼前的的短纤纤维相相同。。耐纶纶纤维维和人人造丝丝纤维维混炼炼中产产生弯弯曲和和破断断，玻玻璃纤纤维和和碳纤纤维等等混炼炼后破破断成成约150m的长长度。。此外外，芳芳纶纤纤维混混炼中中产生生原纤纤化和和破断断，有有时粉粉碎成成150m的长长度。。2．表表面性性质纤维素素类短短纤维维含羟羟基，，表面面活性性大，，易亲亲和橡橡胶，，有利利于补补强。。合成成纤维维类短短纤维维表面面光滑滑，活活性基基团相相对较较少，，和橡橡胶的的粘性性差，，一般般要用用RFL粘粘合体体系处处理。。3.纤维取取向这是影影响补补强效效果的的关键键因素素。当当产品品在使使用中中的受受力方方向和和短纤纤维在在胶料料中的的取向向一致致时，，橡胶胶的弹弹性模模量、、拉伸伸强度度都达达到最最大。。这对对胶带带类产产品最最为有有利，，因为为这符符合胶胶带运运转时时沿一一个方方向受受力的的特点点。4.与与橡橡胶的的结合合牢度度这也是是用好好短纤纤维的的关键键。结结合强强度高高，则则补强强效果果好。。为了了增进进结合合，可可对短短纤维维作表表面处处理。。所用用的处处理液液根据据纤维维品种种而定定，尼尼龙、、人造造丝适适宜用用RFL体体系，，而聚聚酯短短纤维维则宜宜用含含异氰氰酸酯酯的处处理液液。5.纤纤维维用量量复合材材料中中短纤纤维有有个最最低用用量问问题，，只有有达到到该用用量才才有明明显增增强作作用。。对于于塑料料至少少要加加10%，，主要要是为为了减减少纤纤维末末端的的应力力集中中。一一般短短纤维维补强强复合合材料料的抗抗张强强度仅仅为连连续纤纤维复复合材材料的的55%~86%，，其模模量为为长纤纤维的的90%~95%。。三．对对制品品性能能的影影响用短纤纤维补补强可可以给给产品品带来来某些些好处处，例例如：：减少生生热短短纤维维的加加入可可提高高橡胶胶在低低伸长长情况况下的的应力力，大大大限限制变变形，，从而而使能耗和生热双双下下降。。有助于于产品品轻量化化：这是是因为为短纤纤维的的相对对密度度普遍遍低于于橡胶胶。据据介绍绍，如如将尼尼龙短短纤维维用于于胎侧侧胶，，可使使胎侧侧减重重40％。。此外短短纤维维还具具有降低滚滚动阻阻力和噪音的功能能，这这对轮轮胎来来说都都很重重要。。四．短短纤维维应用用于橡橡胶中中的某某些实实际问问题短纤维维推广广应用用还存存在炼炼胶困困难、、耗能能成本本上升升、炼炼胶周周期加加长和和分散散不均均等难难题。。就目目前来来说，，这也也是制制约其其推广广应用用的关关键所所在。。短纤维维在橡橡胶中中应用用有几几个问问题需需要十十分注注意，，这就就是分分散、、粘合合、取取向三三个问问题。。1短短纤维维的分分散和和与橡橡胶的的粘合合短纤维维橡胶胶复合合体的的纤维维与橡橡胶的的粘合合性和和相互互作用用对复复合材材料性性能有有很大大影响响。短短纤维维与橡橡胶的的粘合合方法法有两两种:①短纤纤维预预先用用胶粘粘剂处处理，，然然后将将其加加入胶胶料中中进行行硫化化粘合合；②将未未经处处理的的纤维维和胶胶粘剂剂一起起加入入橡胶胶基质质中，，在在硫化化的同同时使使橡胶胶与纤纤维进进行粘粘合。。短纤维维的表表面一一般呈呈惰性性，与与橡胶胶的粘粘合性性差，，为改改善纤纤维与与橡胶胶的粘粘合性性和分分散性性，可可考虑虑以下下方法法：（1））短纤纤维表表面进进行处处理；；（2））橡胶胶本身身进行行改性性；（3））添加加相容容剂（（分散散剂））；（4））对橡橡胶进进行纤纤维接接枝等等。实际加加工中中主要要采用用上述述（1）、、（3）的的处理理方法法。在在短纤纤维与与橡胶胶复合合中，，采用用纤维维的表表面处处理剂剂或添添加结结合剂剂的方方法可可改善善纤维维与橡橡胶的的粘合合性。。a.表表面面处理理方法法短纤维维表面面处理理的方方法是是先用用胶粘粘剂对对纤维维进行行表面面处理理，而而后后再与与胶料料混合合。该方法法使用用的胶胶粘剂剂由间间苯二二酚与与甲醛醛的初初期缩缩合物物水溶溶液(RF)和和胶胶乳(L)的的混混合物物组成成。尼尼龙用用RFL胶胶粘粘剂的的组成成如表表7-10所所示。。聚酯酯纤维维表面面除了了末端端羟基基和羧羧基外外没有有其他他反应应活性性点，，所所以单单独使使用RFL浸浸渍液液不能能获得得足够够的粘粘接强强度。。为此此，多多采采用先先以异异氰酸酸酯对对纤维维表面面改性性再用用RFL浸浸渍渍液处处理的的双浸浸渍法法。表7-10尼尼龙用用RFL浸浸渍渍液的的配方方b.向向橡橡胶基基质中中加入入胶粘粘剂的的方法法这是纤纤维不不用胶胶粘剂剂预先先处理理，而而通通过向向基质质橡胶胶中加加入间间苯二二酚等等亚甲甲基接接受体体、六六亚甲甲基四四胺等等亚甲甲基给给予体体及白白炭黑黑，使使橡橡胶与与纤维维直接接粘合合的方方法。。该方方法的的胶料料配方方如表表7-11所所示。。该配配方大大体可可用于于橡胶胶与纤纤维的的复合合。表7-11胶胶料配配方2短短纤维维在橡橡胶中中的取取向在短纤纤维补补强橡橡胶复复合材材料加加工过过程中中，短短纤维维很容容易沿沿胶料料的流流动方方向取取向。。纤维的的取向向有三三个方方向，，即与与压延延方向向一致致的轴轴向（（L）、与与L处于同同一平平面并并垂直直于压压延方方向（（T）和垂垂直L-T平面的的方向向（Y），见见图。。短纤维维取向向示意意图短纤维维的三三种种取向向均可可降低低滚动动阻力力。其其中，，径径向取取向既既可提提高耐耐磨性性，大大大降降低胎胎面生生热，，又又使轮轮胎有有较高高的横横向刚刚度，，改改善驾驾驶的的灵活活性。。但当短纤纤维替代代了一部部分炭黑黑，使炭炭黑用量量有所减减小，可可能会影影响轮胎胎的抓着着力。影响取向向的因素素影响取向向的最重重要因素素是复合材材料制造造成品工工艺过程程中最后后工序流流道的尺尺寸、形形状、温温度、压压力和速速度等工工艺条件件。通常短纤纤维的取取向主要要靠开炼炼机混炼炼、挤出出(注射射)或或压延实实现：开炼机混混炼或压压延时短短纤维的的排列方方向沿滚滚动方向向；挤出生产产时短纤纤维一般般会沿挤挤出方向向排列。。此外，短纤维的取取向程度与与纤维类型型、用量及及混炼胶的的制备、加加工方法等等因素有关关。刚性纤维(如玻璃纤纤维、芳纶纶纤维)较较容易取取向，而柔柔性纤维(如聚酯纤纤维、锦纶纶纤维)扭扭转性高高,取向性性相对不好好。在纤维取向向方向上，，纤维的补补强作用非非常明显。。这对提高高管材、带带材的性能能极为有利利，同时复复合材料的的各向异性性也会导致致材料溶胀胀和热膨胀胀性能的各各向异性，，利用此性性质可以制制造塞、垫垫等密封材材料。虽然短纤维维复合材料料性能的各各向异性可可以定性表表征短纤维维的取向，，但并不能能在统计意意义上对短短纤维的取取向度和取取向分布做做出定量描描述。相反，显微微技术是研研究复合材材料中短纤纤维取向的的常用方法法。反射式式光学显微微镜、扫描描电子显微微镜、X射射线照相技技术等都已已用于短纤纤维复合材材料中短纤纤维的取向向研究。五、混炼操操作短纤维的复复合体中，，纤维的的补强效果果通过短纤纤维的良好好分散和定定向来体现现。在橡胶胶中加入短短纤维和其其它配合剂剂进行混炼炼，使短短纤维分散散于基质橡橡胶中，然然后通过过开炼机辊辊筒使短纤纤维定向。。在混炼时，，短纤维维容易被其其周围橡胶胶的剪切力力所切断。。因此，在在混炼操操作中短纤纤维受到分分散和长度度分布变化化这两种因因素的作用用。短纤维维在混炼中中的损坏程程度视橡胶胶种类、短短纤维品种种和直径而而各异。各种短纤维维（长度为为6mm）分散于CR后的的长度分布布聚酯、维纶纶和芳香族族纤维(conex，日本本生产的一一种耐热纤纤维)的的短纤维在在混炼中不不会产生弯弯曲和断裂裂现象，表表现出如如图中曲线线I所示示的与原试试样相同的的长度分布布。尼龙和人造造丝短纤维维在混炼中中会弯曲，，变得比比原来的长长度短，表表现出如如图中曲线线II所所示的较宽宽的长度分分布。碳纤维和玻玻璃纤维在在混炼中被被粉碎成长长度约150um的的纤维段段，表现现如图中曲曲线III所示的长长度分布，，由于纤纤维的长径径比显著降降低，因因此可认为为，这两两种纤维不不太适宜用用作橡胶的的补强剂。。六、短纤维维补强橡胶胶的物理性性能填充10vol%不同纤维长长度PET纤维的的CR复复合体的应应力-应变曲线——经RFL液处处理⋯⋯⋯⋯未经RFL液处处理配入未处理理的PET的短纤维维CR复合合体产生屈屈服，其其程度相当当于拉伸10%。当复合体中中配合了经经过RFL浸渍液处处理的PET短纤维维时，若若纤维长度度在1mm以下，，随着纤纤维长度增增大，拉拉伸应力也也增大，当当伸长率率增大时，，复合体产产生屈服，，表现与与橡胶基质质相同的倾倾向。加入长度在在4mm以以上短纤纤维的复合合体，其其拉伸应力力随伸长率率增大而呈呈线性增加加的趋势直直至断裂，，表现出出与纤维相相同的特性性。含长度为2mm的的短纤维补补强橡胶复复合体，在在纤维填填充率为5vol%时产生生屈服，从从而呈现现出橡胶基基质的特性性;纤维维填充率为为15vol%的的CR复合合体，其其拉伸应力力呈线性增增加趋势直直至断裂，，表现出出纤维的特特性。短纤维橡胶胶复合体的的这种补强强效果视短短纤维的长长度和填充充率不同而而各异。短纤维-CR复合合体的动态态贮存弹性性模量E′′与纤维定定向方向的的关系复合体的弹弹性模量在在压延方向向上最大，，而在正正交(垂直直)方向向上较小。。纤维取向造造成的弹性性模量各向向异性可由由下式给出出。即:式中EL——纤维取取向方向上上的弹性模模量;ET——纤维垂垂直方向上上的弹性模模量;Eθ——在在由纤维取取向与Q角构成的方方向上施加加应力时的弹性模模量。测定值跟由由式子求出出的值(实实线)一一致，这这表明短纤纤维完全在在压延方向向上取向，，以及由由短纤维取取向造成的的补强的各各向异性。。PET-CR复合合体的弹性性模量E′′与短纤维维填充量和和纤维长度度之间的关关系七．短纤维维在橡胶制制品中的应应用纤维增强橡橡胶复合材材料广泛用用于轮胎、、耐热输送送带、矿用用导风筒基基布、胶管管和传动带带等的生产产。在汽车用同同步传动带带中，芳纶纶纤维和玻玻璃纤维以以其断裂强强度高、断断裂伸长率率低、耐热热性好和热热膨胀系数数小等突出出优点成为为首选增强强材料。芳芳纶纤维由由于价格较较高，在国国内未能大大规模应用用。玻璃纤纤维价格相相对便宜，，但性脆、、纤维之间间容易磨损损,导致致耐屈挠性性能差,必必须进行特特殊处理才才能提高其其与橡胶的的粘合性能能,进而充充分发挥优优势。1．胶管中中应用主要用于制制造耐中低低压胶管，，例如农田田和园艺灌灌溉胶管、、汽车中低低压油管、、一般水管管等。特别别是短纤维维复合材料料在不同的的口型压出出后便可以以有不同取取向。周向向取向提高高耐压能力力，径向取取向提高胶胶管的挺性性，可在无无芯棒条件件下连续生生产胶管。。用这一技技术还可以以制造汽车车用异型管管，提高了了生产效率率。2．胶带中中应用在三角带中中压缩层中中使用5-20份短短纤维可明明显提高三三角带的横横向刚度，，具有较好好的纵向挠挠性、较抵抵的弯曲模模量，提高高侧向摩擦擦力，提高高传动效率率，不易打打滑。在表表面层中使使用可以增增大胶带与与槽轮的摩摩擦力，降降低噪声，，护胶带磨磨损。伸张张层中使用用可有效地地提高横向向刚度。3．．轮轮胎胎中中应应用用短纤纤维维补补强强材材料料可可用用于于工工程程机机械械轮轮胎胎,也也可可用用于于汽汽车车子子午午线线轮轮胎胎、、斜斜交交轮轮胎胎,一一般般用用于于胎胎面面、、胎胎侧侧、、胎胎圈圈等等部部位位。。短纤纤维维提提高高耐耐磨磨耗耗、、耐耐刺刺穿穿、、耐耐撕撕裂裂性性的的特特点点在在工工程程胎胎胎胎面面胶胶方方面面很很有有意意义义。。在在胎胎面面胶胶中中掺掺2.5份份就就明明显显地地表表现现出出其其优优越越性性，，在在胎胎体体中中、、三三角角胶胶条条中中、、胎胎圈圈包包布布胶胶中中应应用用都都有有一一定定的的好好处处。。木质质纤纤维维素素可可用用于于轮轮胎胎胎胎圈圈包包布布胶胶、、三三角角胶胶、、内内衬衬层层和和胎胎面面,在在降降低低生生产产成成本本的的同同时时,可可以以提提高高胶胶料料的的物物理理性性能能,从从而而改改善善轮轮胎胎性性能能,特特别别是是轮轮胎胎胎胎面面的的抗抗崩崩花花掉掉块块性性能能。。4．．短短纤纤维维补补强强技技术术在在其其它它橡橡胶胶制制品品中中的的应应用用高度度各各向向异异性性的的短短纤纤维维橡橡胶胶复复合合材材料料能能够够在在不不降降低低弹弹性性的的情情况况下下极极好好地地限限制制溶溶胀胀，，因因此此，，短短纤纤维维橡橡胶胶复复合合材材料料耐耐油油制制品品显显示示出出优优异异的的使使用用性性能能。。用短短纤纤维维补补强强的的橡橡胶胶筛筛网网具具有有缓缓冲冲性性好好、、不不易易变变形形、、耐耐磨磨和和不不堵堵塞塞的的优优点点。。此外外，，短短纤纤维维橡橡胶胶复复合合材材料料也也被被应应用用于于胶胶鞋鞋、、汽汽车车仪仪表表盘盘、、矿矿工工帽帽、、板板片片等等橡橡胶胶制制品品中中。。八．．短短纤纤维维橡橡胶胶复复合合