芳纶纤维对炭黑/丁苯橡胶复合材料疲劳行为的影响

周宗淘^1,2，罗筑^1,2，钟金成^1,2，刘春利^1,2，李鹏^1,2

1. 贵州大学材料与冶金学院2. 贵州省橡胶复合材料工程实验室

摘 要：使用短芳纶纤维（AF）增强炭黑/丁苯橡胶（CB/SBR）复合材料,研究AF对复合材料疲劳行为的影响。在应力控制条件下,少量AF的加入使缺口试样的疲劳寿命提高了25.5倍;疲劳使试样的储能模量（G′）降低,AF的加入使疲劳后试样的Payne效应降低,G₀′/G₁₀₀′值降低10.5%;复数模量随疲劳周期增加而降低,但少量纤维能使复合材料的复数模量保持在较高的水平,30 000周疲劳下AF-CB/SBR的复数模量仍为CB/SBR的1.73倍;疲劳后AF-CB/SBR复合材料的100%和300%定伸应力随疲劳变形量的增加而先增大后降低,断裂伸长率有所下降。试样疲劳后相对于拉伸变形量,纤维的增强作用产生滞后效应,相对界面滑脱能随疲劳应变幅度的增加而降低;SEM结果显示,疲劳后橡胶基体出现一定的剥离,纤维与橡胶界面受到损伤。

关键词：芳纶纤维;丁苯橡胶;疲劳;滑脱能;界面;