北京化工大學彈性體中心自從1986年以來，就開始了短纖維增強橡膠復(fù)合材料結(jié)構(gòu)與性能及其應(yīng)用的研究，先后研究了尼龍短切纖維[1]、聚酯短切纖維[2]、維尼綸短切纖維[3]、芳綸短切纖維[4]等直徑在10~30微米之間的微米短纖維；具有獨特次微米超細短纖維結(jié)構(gòu)特征的芳綸漿粕[5-6]；以及具有納米纖維微觀結(jié)構(gòu)特征的纖維狀硅酸鹽（FS）[7]等各種短纖維對不同基質(zhì)橡膠的增強特性。

三元乙丙橡膠（EPDM）是一種耐熱性耐老化性良好的橡膠品種，國外已經(jīng)基本上采用三元乙丙橡膠來取代氯丁橡膠作為汽車傳動帶的基質(zhì)橡膠品種，由于極性的尼龍短纖維與非極性的EPDM橡膠之間界面作用較弱，所以研究不同表面預(yù)處理的尼龍短纖維對EPDM橡膠增強特性很有意義，經(jīng)過科學預(yù)處理的尼龍短纖維可以單獨或者與芳綸短纖維并用來增強耐熱EPDM汽車傳動帶的底膠。

實驗選用由富錦市橡膠有限責任公司生產(chǎn)的未處理的尼龍66短纖維和二種不同表面預(yù)處理的尼龍66短纖維，三種尼龍短纖維長度均為1毫米，未經(jīng)表面處理的尼龍66短纖維以NF表示，常規(guī)生產(chǎn)的預(yù)處理尼龍66短纖維以FN表示，專門應(yīng)用于EPDM增強的新型預(yù)處理尼龍66短纖維以NFN表示。EPDM基礎(chǔ)膠配方中，硫化體系采用硫磺和促進劑，增強填料為20份白炭黑，除特別注明外，一般不加增粘助劑，尼龍短纖維用量一般為20份。

拉伸力學性能測試按照國家標準進行，拉伸試片硫化時按照輥筒壓延方向進行；采用美國FEI公司生產(chǎn)的XL－30型環(huán)境掃描電子顯微鏡（ESEM）以及Cambridge S-250-Ⅲ型掃描電子顯微鏡（SEM）進行微觀結(jié)構(gòu)形態(tài)考察分析。

實驗研究對比了未處理的尼龍66短纖維和二種不同表面預(yù)處理的尼龍66短纖維對三元乙丙橡膠基質(zhì)的增強性能，加入20份三種尼龍短纖維增強的EPDM硫化膠的拉伸應(yīng)力-應(yīng)變曲線如圖1所示。由圖1可以看出，加入20份NF短纖維，由于纖維表面未經(jīng)過增粘處理，非極性的EPDM基質(zhì)與極性的尼龍纖維界面作用很弱，即使纖維用量達到了20份，短纖維也不能完全限制拉伸過程中基質(zhì)橡膠的變形，硫化膠試樣在拉伸過程中很快發(fā)生屈服（屈服伸長率約35%，屈服應(yīng)力約6.3MPa），發(fā)生拉伸屈服后短纖維與基質(zhì)橡膠發(fā)生了界面滑移和脫離，短纖維已不再是增強填料.

所以屈服之后的應(yīng)力-應(yīng)變數(shù)據(jù)就不能夠作為短纖維增強性能的評價依據(jù)，因此我們在評價短纖維對橡膠增強效果時，通常采用屈服應(yīng)力和屈服伸長率（當發(fā)生拉伸屈服時）或者拉伸強度和最大應(yīng)力處伸長率二個數(shù)值(當不發(fā)生拉伸屈服而呈現(xiàn)脆性斷裂時)作為一組來評價，所以短纖維對橡膠基質(zhì)的增強效果不能僅僅用屈服應(yīng)力或者拉伸強度來評價，同時還要結(jié)合屈服伸長率或最大應(yīng)力處伸長率來評價。