The invention provides a high-performance polyimide long fiber reinforced rubber composite material and a preparation method thereof, belonging to the technical field of rubber composite preparation, which comprises the following steps: surface modification of polyimide long fiber, mixing of rubber and ingredients, and co-vulcanization of polyimide long fiber and blend rubber. Introducing active groups on the surface of high performance polyimide long fibers which can participate in rubber vulcanization can significantly improve its interfacial effect with rubber.
【技术实现步骤摘要】
高性能聚酰亚胺长纤维增强橡胶复合材料及其制备方法
本专利技术属于橡胶复合材料制备领域,特别涉及一种高性能聚酰亚胺长纤维增强橡胶复合材料及其制备方法。技术背景橡胶工业的骨架材料经历了人造丝、棉纶、聚酯、钢丝及芳纶纤维等的发展历程,随着时代的发展,橡胶的需求量也在逐年增长,对骨架材料的性能要求也在改变。作为骨架材料的纤维,应具有高强度、抗冲击性、高热稳定性、耐疲劳、适合的定负荷伸长率和拉断伸长率,同时为了满足轻量化的要求,还需要具有密度低、吸湿率低的特点。除此之外,骨架材料和橡胶应具有优异的粘合性能。传统的纤维已无法满足这些需求,因此急需开发新品种的高性能纤维。从20世纪50年代开始,聚酰亚胺是作为一种新型高分子材料开始受到人们的广泛关注,聚酰亚胺纤维由聚酰胺酸树脂或聚酰亚胺树脂纺丝得到,在保留原来聚酰亚胺突出性能的基础上,又兼具纤维适用性更广的特点。将高模高强聚酰亚胺长纤维应用于增强橡胶的研究中,利用其优异的力学性能、耐高低温、尺寸稳定性好、耐疲劳、吸水率低、耐紫外等优势,同时,高强高模聚酰亚胺纤维是非结晶性的纤维,在受损和破坏过程中,形成的微纤不像结晶性纤维那样刚硬,对橡胶基体破坏性小。因此聚酰亚胺纤维在橡胶工业中可以得到很好的应用。由于聚酰亚胺纤维表面缺少活性官能团,可粘性差,因此在使用前必须进行表面活化处理。纤维改性的方法主要包括物理改性方法和化学改性方法。物理改性方法主要是通过物理手段或物理作用使纤维表面变粗糙,提高纤维的表面能和作用面积,使得其与基体间的作用力增大,从而提高纤维与基体间的界面粘结性能,方法主要有超声波、高能射线、紫外线、等离子体 ...
【技术保护点】
1.一种高性能聚酰亚胺长纤维增强橡胶复合材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤一:对高性能聚酰亚胺长纤维表面进行预处理,将高性能聚酰亚胺长纤维浸泡在清洗溶液中,超声处理后,置于烘箱中干燥至恒重;步骤二:对步骤一预处理后的高性能聚酰亚胺长纤维进行表面改性;步骤三:将步骤二处理后的高性能聚酰亚胺长纤维烘干;步骤四:对步骤三处理后的高性能聚酰亚胺长纤维进行加捻,制成各类增强材料;步骤五:按照橡胶配方称取各种配料,在混炼过程中,采用薄通、调整辊矩、左右切割和打三角包方式使混炼胶混合均匀制得橡胶胶片;步骤六:将步骤五混炼好的橡胶胶片静置8h后,方可使用;步骤七:将高性能聚酰亚胺长纤维与步骤六得到的混炼橡胶胶片在模具中共硫化,制得高性能聚酰亚胺长纤维增强橡胶复合材料。
【技术特征摘要】
1.一种高性能聚酰亚胺长纤维增强橡胶复合材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤一:对高性能聚酰亚胺长纤维表面进行预处理,将高性能聚酰亚胺长纤维浸泡在清洗溶液中,超声处理后,置于烘箱中干燥至恒重;步骤二:对步骤一预处理后的高性能聚酰亚胺长纤维进行表面改性;步骤三:将步骤二处理后的高性能聚酰亚胺长纤维烘干;步骤四:对步骤三处理后的高性能聚酰亚胺长纤维进行加捻,制成各类增强材料;步骤五:按照橡胶配方称取各种配料,在混炼过程中,采用薄通、调整辊矩、左右切割和打三角包方式使混炼胶混合均匀制得橡胶胶片;步骤六:将步骤五混炼好的橡胶胶片静置8h后,方可使用;步骤七:将高性能聚酰亚胺长纤维与步骤六得到的混炼橡胶胶片在模具中共硫化,制得高性能聚酰亚胺长纤维增强橡胶复合材料。2.如权利要求1所述的一种高性能聚酰亚胺长纤维增强橡胶复合材料的制备方法,其特征在于:步骤一中所用高性能聚酰亚胺纤维拉伸强度0.7-4.5GPa,模量10-180GPa,断裂伸长率2-15%。3.如权利要求1所述的一种高性能聚酰亚胺长纤维增强橡胶复合材料的制备方法,其特征在于:所述步骤一中清洗溶液包括去离子水、乙醇或二者混合液,超声处理时间为20-120min,次数为2-4次,烘箱温度为30-90℃。4.如权利要求1所述的一种高性能聚酰亚胺长纤维增强橡胶复合...
【专利技术属性】
技术研发人员:武德珍,胡小珺,牛鸿庆,张梦颖,
申请(专利权)人:北京化工大学,
类型:发明
国别省市:北京,11
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