随着橡胶领域技术的发展,人们对橡胶制品提出了新的使用要求。为了提高橡胶制品的性能,增强天然橡胶与纤维的界面黏结强度,本文将聚酯纤维作为骨架与天然橡胶基体进行黏合。本文在天然橡胶中分别加入松香树脂和多巴胺两种增粘剂,制备了天然橡胶/聚酯纤维复合材料。松香是从松树的分泌物中提取的一种天然树脂,是一种可再生资源,并且具有高粘性的特点。多巴胺作为一种绿色环保材料,对人体和环境均无任何危害,且其与贻贝分泌的黏性蛋白有着相似的邻苯二酚结构。本文采用MDR、RPA、万能拉力机和材料试验机等研究了加入增粘剂的天然橡胶的力学性能及动态力学性能,并通过剥离强度测试、H抽出力测试以及德墨西亚疲劳等测试方法研究了复合材料的动静态界面黏结强度。对加入3phr松香树脂的橡胶/纤维复合材料进行了热老化处理,使用SMZ、SEM、XPS等研究了老化后复合材料的界面黏结强度以及不同老化条件下复合材料的失效模式。研究结果如下:(1)在天然橡胶中加入松香树脂,橡胶/纤维复合材料的界面黏结强度有明显的改善,每100phr天然橡胶中加入3phr松香树脂时,橡胶与纤维之间的界面黏结强度可达到最佳值。而过多的树脂加入橡胶后,交联密度过大,橡胶分子的滑动受限,黏结强度反而下降;松香树脂加入天然橡胶提高复合材料的黏结强度的机理一方面归因于松香树脂结构中的羟基与聚酯纤维上的羟基产生氢键作用,另一方面是松香树脂与天然橡胶在硫化过程中实现了共硫化从而提高了二者的黏结强度。(2)在天然橡胶中加入多巴胺,随着多巴胺用量的增加,橡胶/纤维复合材料的界面黏结强度先增大后减小,当天然橡胶中加入0.5phr多巴胺时,复合材料的界面黏结强度达到了最佳值,这是由于聚酯纤维上的羟基与多巴胺结构中的羟基或胺基能够形成氢键,且多巴胺是小分子物质,能够降低天然橡胶的黏度,在硫化时橡胶更易渗透到聚酯纤维中,提高橡胶与纤维的锁合力,从而提高复合材料的黏结强度。在动态疲劳过程中,随着载荷的不断施加,橡胶基体会产生热量,使复合材料发生热老化,因此复合材料的动态抽出力较静态抽出力下降比较明显,但相比未加入多巴胺的复合材料,动静态抽出力值均有明显的提高。SMZ观察发现:静态抽出下的纤维表面的覆胶量要多于动态抽出下的纤维表面覆胶量,且表面胶量比较均匀,这个观察结果与上述抽出力数值吻合。(3)老化实验结果表明:在相同的老化时间下,H抽出力随老化温度的升高而下降。在较低温度下,橡胶/纤维复合材料的失效大部分发生在界面处;在中等温度下,橡胶/纤维复合材料的失效同时发生在复合材料的界面和橡胶基体处;在较高温度下,橡胶/纤维复合材料的失效主要发生在橡胶基体处。SEM结果显示:经过高温老化的复合材料的橡胶基体变软,变黏,只要施加较小的力,橡胶基体就能发生失效,因此在抽出帘线表面残留更多的橡胶;经过老化处理的复合材料表面粗糙,且老化温度越高,橡胶表面粗糙程度越大。XPS结果显示:由于在热老化的作用下,橡胶表面的C-C键断裂形成碳自由基,然后再与热空气中的氧进行结合形成了含氧基团。