橡胶技术网

橡胶工业
CHINA RUBBER INDUSTRY
2004 Vol.51 No.1 P.5-13

 橡胶技术网

短纤维对橡胶发泡复合材料增强机理的细观分析

Study on reinforcement mechanism of short fiber/rubber foam composite

林桂　 张建春　 张秀娟　 徐槟阳　 李广宇　 张立群　

摘　要：分别制备未增强的橡胶发泡体、未处理短纤维增强的橡胶发泡体和预处理短纤维增强的橡胶发泡体,考察气体泡孔和短纤维在橡胶发泡复合体中的微观形态,细观分析短纤维对橡胶发泡复合材料拉伸行为和压缩行为过程各阶段的增强机理.结果表明:气体泡孔在3种发泡复合材料基体中分布均匀,模压工艺使得短纤维在基体中呈现为平面分布,未处理短纤维周围有气泡包围,而预处理短纤维与橡胶间粘合良好;短纤维能有效地提高发泡复合材料在初始阶段的拉伸模量和100%定伸应力,特别是预处理短纤维表面与橡胶之间具有良好的粘合,有利于传递应力,限制橡胶基体的变形,而对拉伸强度却影响不大.在压缩弹性阶段,由于主要承载的泡壁中纤维呈平面取向,短纤维对压缩模量影响不大,但能有效地限制橡胶发泡复合材料在后屈曲阶段的压缩变形,提高其在高应变下的压缩强度,预处理短纤维增强效果明显高于未处理短纤维.
关键词：短纤维;橡胶发泡复合材料;拉伸;压缩;增强机理
分类号：TQ332.6;TQ340.656;TQ330.1+5 　文献标识码：A
文章编号：1000-890X(2004)01-0005-09

作者简介：林桂(1977-),男,福建永泰人,北京化工大学在读博士研究生,主要从事橡胶和塑料的加工工艺及其在工程上的应用研究.
作者单位：林桂（北京化工大学,材料科学与工程学院,北京,100029）　
　　　　　张建春（中国人民解放军后勤士兵系统研究中心,北京,100088）　
　　　　　张秀娟（北京化工大学,材料科学与工程学院,北京,100029）　
　　　　　徐槟阳（北京化工大学,材料科学与工程学院,北京,100029）　
　　　　　李广宇（核工业二九五大队胶辊厂,福建,龙岩,350001）　
　　　　　张立群（北京化工大学,材料科学与工程学院,北京,100029）　

参考文献：

［1］林桂,刘力,张建春,等.纤维增强聚合物发泡体的研究进展[J].中国塑料,2002,16(1):7-11.
［2］吴舜英,徐敬一.泡沫塑料成型[M].北京:化学工业出版社, 1996.
［3］Kadowaki R,Okumura T,Okumura K.Fiber-reinforced expandable composite resin material for molding,premolded item produced therefrom,and molding method thereof[P].JPN:JP 10 168 206,1998-06-23.
［4］Nomura M,Wada K.Production of fiber reinforced thermo-plastic resin lightweight molded product[P].JPN:JP 10 138 276,1998-05-26 .
［5］Ghaus R. Foaming of PS/wood fiber composites using moisture as a blowing agent[J]. Polym. Eng. Sci., 2000, 40(10): 2 124-2 132.
［6］Laurent M, Mautuana N, Chul P,et al. Cell morphology and property relationship of microcellular foamed PVC/wood-fiber composites [J]. Polym. Eng. Sci., 1998,38(11):1 682.
［7］许鑫华,方洞浦,陈贻瑞.纤维增强环氧发泡复合材料的研究[J].化学工业与工程,1997,14(1):37-40.
［8］Blezki A K,Kukek K,Gassan J. The influence of micropores on the dynamic-mechanical properties on reinforced epoxy foams[J]. J. Mater. Sci.,1998,33(12):3 207-3 211.
［9］Murthy M V,Luxon B A,Carey R S,et al.KUC.Metal coated graphite fiber structural foam composites[A].Fourteen Annual Structural Foam Conference and Parts Competition.Boston,Massachusetts,USA:1986.
［10］张建春,陈绮梅,梁高勇.一种含短纤维的海绵橡胶[P].中国专利 :1 376 731,2002-10-30.
［11］陈再新, 闻狄江, 李国忠,等. 玻璃纤维增强灌注型聚氨酯泡沫塑料的微观结构和增强机理[J].高分子材料科学与工程,1999,15(5):102-104.
［12］李国忠, 于衍真. 玻璃纤维对硬质聚氨酯泡沫塑料的增强机理的探讨[J]. 高分子材料科学与工程,1997,13(4):131.
［13］闻狄江, 陈再新, 李国忠. 玻璃纤维增强灌注型聚氨酯泡沫塑料的拉伸、压缩性能和破坏机理[J]. 复合材料学报,1999,16(4):64-67.
［14］闻狄江. 玻璃纤维增强硬质聚氨酯泡沫塑料的研究[J].塑料工业,1984(3):21-26.
［15］卢子兴,李怀祥,田常津,等.不同载荷作用下泡沫塑料的变形和失效机理分析[J].塑料,1996,25(1):38-41.
［16］卢子兴,王建华,谢若泽,等.增强聚氨酯泡沫塑料力学行为的研究[J].复合材料学报,1999,16(2):39-45.
［17］卢子兴,田常津,韩铭宝,等.聚氨酯泡沫塑料冲击力学性能的实验研究[J].高分子材料科学与工程,1995,11(6):76.
［18］王伟力,李善高,钱七虎.RPU破坏及增强机理的细观分析[J].高分子材料科学与工程,2001,17(4):23-26.
［19］王建华,芦艾,周秋明,等. 短切玻璃纤维增强硬质聚氨酯泡沫塑料的压缩性能[J].高分子材料科学与工程, 2001,17(3):150-152.
［20］Goods S H,Neuschwanger C L, Whinnery L L,et al. Mechanical properties of a particle-strengthened polyurethane foam[J].J.Appl.Polym.Sci.,1999,74(11):2 724-2 736.
［21］林桂,刘力,张建春,等.短纤维/橡胶发泡复合材料的微观结构及拉伸破坏机理[J].橡胶工业,2003,50(1):9.
［22］鞠晓霞,王爱华,陈占勋.树脂于涤纶短纤维改性天然胶发泡的研究[J].特种橡胶制品,1991(3):1-3.
［23］Kasner A I,Meinecke E A. Porosity in rubber, review[J].Rubber Chem. and Technol. 1996,68(3): 425-443.
［24］Gibson L J, Ashby M F.The mechanics of three dimensional cellular materials[A]. Proceeding of Royal Society. London: 1982.A382.
［25］Gibson L J, Ashby M F. Cellular Solid[M]. Oxford: Pergam Press,1988.161.


出版日期：2004年1月25日

请看PDF全文