應(yīng)用硅烷偶聯(lián)劑改性紙漿纖維與天然橡膠制備的復(fù)合材料性能1)

劉貴言 陳松雪 李凱 張婧軒 許民

(生物質(zhì)材料科學(xué)與技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(東北林業(yè)大學(xué))，哈爾濱 150040)

天然橡膠(NR)具有優(yōu)異的物理機(jī)械性能，例如柔韌性、易于加工、抗裂性；但是，天然橡膠的一些特性需要改進(jìn)，例如硬度、楊氏模量、耐磨性[1]。目前橡膠的填料多來源于不可再生的石油產(chǎn)品，存在環(huán)境污染、耗能高的問題[2]。近年來，已有較多研究結(jié)果，應(yīng)用多種生物質(zhì)纖維作為增強(qiáng)材料，提高天然橡膠基復(fù)合材料的性能[3-7]，提高天然橡膠的模量、硬度、切削性、抗撕裂性、抗穿刺性、耐疲勞性、抗蠕變性[8-11]。紙漿纖維具有綠色環(huán)保、可再生、來源廣、價(jià)格低、可降解、無污染等諸多優(yōu)點(diǎn)[12-15]，已廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、建筑、造紙、3D打印等領(lǐng)域，并日趨成熟[16-22]。天然纖維的彈性模量約10 GPa，紙漿纖維的彈性模量約40 GPa，紙漿纖維具有更高模量和更加精細(xì)的結(jié)構(gòu)[23]。

由于纖維表面存在大量極性基團(tuán)，纖維容易在橡膠基體中團(tuán)聚，與橡膠基體之間的結(jié)合能力差；需要通過改善纖維與橡膠的界面結(jié)合，提高復(fù)合材料性能。通常改善纖維與橡膠之間界面結(jié)合的方法，包括纖維表面沉積無機(jī)粒子、纖維醚化[24]、纖維放電處理等[25]；但是無機(jī)粒子與纖維之間沒有化學(xué)鍵的結(jié)合，結(jié)合強(qiáng)度低，醚化、放電處理操作較復(fù)雜，成本高。

為此，本研究將紙漿纖維堿溶液和剪切處理，經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑(KH570)改性處理，依據(jù)共沉淀方法，用乙醇溶液將纖維素纖維(PF)和天然膠乳(NRL)混合乳液絮凝成母膠，利用橡膠混煉-硫化工藝制備“改性纖維素纖維-天然橡膠”復(fù)合材料；應(yīng)用場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡(FE-SEM)觀察纖維素纖維、“改性纖維素纖維-天然橡膠”復(fù)合材料微觀形貌，應(yīng)用傅里葉變換紅外光譜儀(FTIR)測(cè)試硅烷偶聯(lián)劑(KH570)改性纖維素纖維官能團(tuán)，依據(jù)相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試“改性纖維素纖維-天然橡膠”復(fù)合材料的硫化特性、硬度、回彈性、耐磨性能、力學(xué)性能；分析纖維素纖維添加量占天然橡膠的質(zhì)量比例、硅烷偶聯(lián)劑(KH570)改性纖維素纖維對(duì)天然橡膠復(fù)合材料性能的影響。旨在為提高生物質(zhì)資源的利用、降低材料成本提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料與主要儀器

紙漿纖維，牡丹江恒豐紙業(yè)有限公司；天然膠乳(NRL)，深圳市吉田化工有限公司；氫氧化鈉(NaOH)，天津市東麗區(qū)天大化學(xué)試劑廠；硬脂酸，天津市興復(fù)精細(xì)化工研究所；2-巰基苯并噻唑(促進(jìn)劑)，上海阿拉丁生化科技股份有限公司；冰乙酸，天津市天力化學(xué)試劑有限公司；硅烷偶聯(lián)劑(KH570)，上海耀華化工廠；無水乙醇，天津市天力化學(xué)試劑有限公司；硫磺(S)，上海波以爾化工有限公司；2,6-二叔丁基對(duì)甲酚(防老劑)，上海麥克林生化科技有限公司；氧化鋅(ZnO)，天津市天力化學(xué)試劑有限公司。所有的化學(xué)試劑均為分析純。

高速旋轉(zhuǎn)剪切機(jī)，九陽電器股份有限公司；pH計(jì)，上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司；攪拌機(jī)，杭州齊威儀器有限公司；水浴鍋，天津市泰斯特儀器有限公司；烘箱，天津市泰斯特儀器有限公司；密煉機(jī)，上?？苿?chuàng)橡塑機(jī)械設(shè)備有限公司；開煉機(jī)，東莞市卓勝機(jī)械設(shè)備有限公司；平板硫化機(jī)，東莞市卓勝機(jī)械設(shè)備有限公司。場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡(FE-SEM；Quanta 200，F(xiàn)EI Company，美國)；傅里葉變換紅外光譜儀(FTIR，Nicolet 6700，Thermo Fisher Scientific，MA，USA)；萬能拉伸試驗(yàn)機(jī)(美國Instron公司)；橡膠硬度計(jì)(JZ-LX-A)；橡膠沖擊彈性測(cè)試儀(JZ-6022)；阿克隆磨耗機(jī)(JZ-6041)。

1.2 紙漿纖維的處理及改性方法

將紙漿纖維放入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的NaOH溶液中，在60 ℃處理90 min，處理完成后洗至中性，得到纖維素纖維(PF)。使用高速旋轉(zhuǎn)剪切機(jī)對(duì)纖維素纖維進(jìn)行處理，剪切40 min，得到剪切處理的纖維素纖維。將經(jīng)剪切處理的纖維素纖維放入體積比(V(乙醇)∶V(水))為80∶20的乙醇-水混合溶液中，用pH計(jì)檢測(cè)，用冰乙酸調(diào)節(jié)pH=4；然后分別加入占纖維素纖維(PF)質(zhì)量比例為5%、10%、15%的硅烷偶聯(lián)劑(KH570)，用攪拌機(jī)200 r/min轉(zhuǎn)速攪拌，在70 ℃水浴鍋中反應(yīng)3 h；反應(yīng)后過濾洗滌至中性，得到5%硅烷偶聯(lián)劑(KH570)改性纖維素纖維(5%KH570-PF)、10%硅烷偶聯(lián)劑(KH570)改性纖維素纖維(10%KH570-PF)、15%硅烷偶聯(lián)劑(KH570)改性纖維素纖維(15%KH570-PF)。

1.3 “纖維素纖維-天然橡膠”、“改性纖維素纖維-天然橡膠”復(fù)合材料的制備

將占天然膠乳質(zhì)量比例為0、5%、10%、15%的纖維素纖維加入到天然膠乳(NRL)中，在200 r/min轉(zhuǎn)速機(jī)械攪拌1 h；用無水乙醇溶液絮凝[26]，將沉淀物用蒸餾水洗滌，并放入烘箱中干燥至恒定質(zhì)量，得到母膠；將母膠放入密煉機(jī)，腔體溫度設(shè)置為60 ℃，轉(zhuǎn)速為30 r/min；按照試驗(yàn)設(shè)計(jì)的原料質(zhì)量配比m(天然橡膠(NR)固體質(zhì)量)∶m(硬脂酸)∶m(防老劑)∶m(促進(jìn)劑)∶m(氧化鋅)∶m(硫)=100∶2∶2∶2∶5∶2，添加天然橡膠以外的原料，密煉5 min。將密煉后的“纖維素纖維-天然橡膠”復(fù)合材料放入開煉機(jī)中，間距2 mm，開煉5次。通過無轉(zhuǎn)子硫化儀測(cè)得正硫化時(shí)間,用平板硫化機(jī)，在145 ℃、10 MPa下進(jìn)行熱壓硫化，得到不添加纖維素纖維的天然橡膠(NR)、“5%纖維素纖維-天然橡膠”復(fù)合材料(5%PF-NR)、“10%纖維素纖維-天然橡膠”復(fù)合材料(10%PF-NR)、“15%纖維素纖維-天然橡膠”復(fù)合材料(15%PF-NR)。

將占天然橡膠質(zhì)量比例為15%的5%硅烷偶聯(lián)劑(KH570)改性纖維素纖維(5%KH570-PF)、10%硅烷偶聯(lián)劑(KH570)改性纖維素纖維(10%KH570-PF)、15%硅烷偶聯(lián)劑(KH570)改性纖維素纖維(15%KH570-PF)，加入到天然橡膠(NR)中，其他操作與上述制備“纖維素纖維-天然橡膠”復(fù)合材料一致，得到“15%的‘5%硅烷偶聯(lián)劑(KH570)改性纖維素纖維’-天然橡膠”復(fù)合材料(15%‘5%KH570-PF’-NR)、“15%的‘10%硅烷偶聯(lián)劑(KH570)改性纖維素纖維’-天然橡膠”復(fù)合材料(15%‘10%KH570-PF’-NR)、“15%的‘15%硅烷偶聯(lián)劑(KH570)改性纖維素纖維’-天然橡膠”復(fù)合材料(15%‘15%KH570-PF’-NR)。由于纖維素纖維上接枝硅烷偶聯(lián)劑的非極性基團(tuán)，在天然橡膠基體中，可提高填料分散性，可以提高與天然橡膠的界面結(jié)合能力。

1.4 硅烷偶聯(lián)劑(KH570)改性纖維素纖維、“纖維素纖維-天然橡膠”復(fù)合材料的性能檢測(cè)方法

應(yīng)用場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡觀察纖維素纖維的形貌；應(yīng)用傅里葉變換紅外光譜儀分析樣品的表面化學(xué)成分，分辨率為4 cm-1，每個(gè)光譜掃描32次；應(yīng)用場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡分析“纖維素纖維-天然橡膠”復(fù)合材料的形貌，用液氮將樣品冷凍并脆斷；應(yīng)用No.5982萬能拉伸試驗(yàn)機(jī)檢測(cè)“纖維素纖維-天然橡膠”復(fù)合材料的機(jī)械性能，檢測(cè)速度為500 mm/min；應(yīng)用橡膠硬度計(jì)，按照GB/T 531—1998測(cè)定橡膠試件的硬度；應(yīng)用橡膠沖擊彈性測(cè)試儀，按照GB/T 1681—2009測(cè)定硫化橡膠的回彈數(shù)值；應(yīng)用阿克隆磨耗機(jī)，按照GB/T 1689—2014測(cè)定硫化橡膠密度，計(jì)算其磨耗體積；應(yīng)用無轉(zhuǎn)子硫化儀JZ-6043測(cè)定焦燒時(shí)間、正硫化時(shí)間、最大最小轉(zhuǎn)矩，確定最佳硫化時(shí)間和溫度。

2 結(jié)果與分析

2.1 纖維素纖維形貌

由圖1a可見，纖維素纖維具有粗糙的表面；經(jīng)剪切處理后(見圖1b)，纖維素纖維的尺寸略有減小，纖絲化程度提高。纖維的表面積變大，有助于在改性過程中暴露更多的活性基團(tuán)，提高改性效果，并且在橡膠基體中容易形成交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，增強(qiáng)材料的強(qiáng)度。

由不同剪切時(shí)間纖維素纖維的掃描電鏡圖(見圖1)可見，隨著剪切時(shí)間的增加，纖維微纖化現(xiàn)象明顯，微纖絲數(shù)量增多。粗的纖維被打破，更加細(xì)小的微纖絲數(shù)量增多。由成根的纖維中分出很多的微纖絲，相互纏繞，易形成交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。

由放大2000倍的纖維素纖維的電鏡圖(見圖2)可見，經(jīng)過剪切處理后，纖維束的直徑下降，剪切0、10、20、30、40、50、60 min的纖維,直徑分別為48.0、44.4、40.6、31.8、21.3、17.8、12.0 μm。由于剪切處理可以改變纖維的微觀形貌，使纖維直徑變細(xì)，并且分出很多微小的微纖絲，隨著剪切時(shí)間的增加，纖維直徑越小，微纖絲數(shù)量越多。

a～g的剪切時(shí)間，分別為0、10、20、30、40、50、60 min。圖1 不同剪切時(shí)間的纖維素纖維電鏡圖

a～g的剪切時(shí)間，分別為0、10、20、30、40、50、60 min。圖2 不同剪切時(shí)間的纖維素纖維電鏡圖(2 000倍)

2.2 “纖維素纖維-天然橡膠”復(fù)合材料的形貌

應(yīng)用場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡觀察“纖維素纖維-天然橡膠”復(fù)合材料的斷裂表面形貌。純天然橡膠的斷面光滑完整(見圖3a)；隨著纖維素纖維的加入，橡膠光滑表面變得粗糙(見圖3b、圖3c)；當(dāng)纖維素添加量為天然橡膠質(zhì)量的15%時(shí)，在斷裂的“纖維素纖維-天然橡膠”復(fù)合材料中，可以清楚地觀察到聚集的纖維和橡膠界面間隙(見圖3d)。在圖3b、圖3c中，天然橡膠基質(zhì)中沒有明顯的纖維聚集，且基質(zhì)中纖維的尺寸相對(duì)“15%纖維素纖維-天然橡膠”復(fù)合材料小(見圖3d)。

這種現(xiàn)象表明，纖維素纖維添加量為天然橡膠質(zhì)量的5%、10%時(shí)，在天然橡膠基質(zhì)中具有更好的分散性。

a為純天然橡膠；b為“5%紙漿纖維-天然橡膠”復(fù)合材料；c為“10%紙漿纖維-天然橡膠”復(fù)合材料；d為“15%紙漿纖維-天然橡膠”復(fù)合材料。圖3 不同纖維素纖維添加量的“纖維素纖維-天然橡膠”復(fù)合材料掃描電子顯微圖像

2.3 “纖維素纖維-天然橡膠”復(fù)合材料的硫化性能

由表1可見：隨著纖維素纖維添加量的增加，復(fù)合材料最小扭矩(ML)增大，橡膠大分子鏈的流動(dòng)性減少，導(dǎo)致混合物的流動(dòng)性降低。隨著纖維素纖維添加量的增加，最大扭矩(MH)增加，材料硬度增加，纖維素纖維的加入有增強(qiáng)的效果。隨著纖維素纖維添加量的增加，焦燒時(shí)間(t10)、硫化時(shí)間(t90)也隨之增加，表明材料發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)時(shí)間變晚，硫化過程變慢。由于纖維素纖維的加入，硫的相對(duì)含量降低，并且阻礙了交聯(lián)反應(yīng)。

表1 不同纖維素纖維添加量的“纖維素纖維-天然橡膠”復(fù)合材料的硫化特性

2.4 “纖維素纖維-天然橡膠”復(fù)合材料的力學(xué)性能

由表2可見：隨著纖維素纖維添加量的增加，“纖維素纖維-天然橡膠”復(fù)合材料的硬度(邵氏A)逐漸提高。當(dāng)纖維素纖維添加量達(dá)到天然橡膠質(zhì)量的15%時(shí)，材料的硬度(邵氏A)從純天然橡膠的34.00度增加到了66.00度，硬度提高了94.1%，大幅度提高了橡膠的硬度。隨著纖維素纖維添加量的增加，“纖維素纖維-天然橡膠”復(fù)合材料的回彈性逐漸降低。一方面是因?yàn)椴牧咸畛鋭┝吭龃?，另一方面是因?yàn)橄鹉z的體積分?jǐn)?shù)減少。隨著纖維素纖維添加量的增加，“纖維素纖維-天然橡膠”復(fù)合材料磨耗體積增加，耐磨性變差，主要是因?yàn)槔w維素纖維的加入使橡膠基體交聯(lián)度降低，使材料整體粘結(jié)性下降。

表2 不同纖維素纖維添加量時(shí)復(fù)合材料的力學(xué)性能

由圖4可見：隨著纖維素纖維添加量的增加，天然橡膠拉伸強(qiáng)度為20.03 MPa、“5%纖維素纖維-天然橡膠”復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度為17.29 MPa、“10%纖維素纖維-天然橡膠”復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度為12.13MPa、“15%纖維素纖維-天然橡膠”復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度為10.96 MPa。由于纖維素纖維與橡膠基體之間界面結(jié)合較差，纖維素纖維的加入破壞了橡膠的連續(xù)性，纖維素纖維在橡膠集體中容易團(tuán)聚，容易發(fā)生應(yīng)力集中現(xiàn)象，導(dǎo)致拉伸強(qiáng)度下降。由于在此工藝下繼續(xù)增大纖維添加量，膠乳共沉淀過程中出現(xiàn)大量纖維不能完成絮凝，故選用纖維最大添加量15%進(jìn)行后續(xù)的改性試驗(yàn)。

NR為純天然橡膠；5%PF-NR為“5%紙漿纖維-天然橡膠”復(fù)合材料；10%PF-NR為“10%紙漿纖維-天然橡膠”復(fù)合材料；15%PF-NR為“15%紙漿纖維-天然橡膠”復(fù)合材料。圖4 不同纖維素纖維添加量時(shí)復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度

2.5 硅烷偶聯(lián)劑(KH570)改性纖維素纖維的紅外光譜分析

由圖5可見：在1 600 cm-1附近的峰對(duì)應(yīng)的是CC的伸縮振動(dòng)，Si—O基團(tuán)吸收峰出現(xiàn)在1 000～1 300 cm-1，并且用硅烷偶聯(lián)劑(KH570)改性的纖維素纖維在1 000～1 300、1 600 cm-1處的吸收峰強(qiáng)于未改性纖維素纖維的；由于硅烷偶聯(lián)劑(KH570)是一種端基帶有CC的硅烷偶聯(lián)劑，證明硅烷偶聯(lián)劑(KH570)成功接枝到纖維素纖維上。纖維表面的極性基團(tuán)羥基可與水解之后的硅烷偶聯(lián)劑反應(yīng)，將極性表面變?yōu)榉菢O性表面，既可避免體系內(nèi)團(tuán)聚和聚合物快速增稠，又可提高填料與聚合物基體之間的相互浸潤(rùn)性，從而起到增強(qiáng)作用。

2.6 “硅烷偶聯(lián)劑(KH570)改性纖維素纖維-天然橡膠”復(fù)合材料的微觀形貌

由圖6a可見：纖維素纖維與天然橡膠基體邊界出現(xiàn)大的孔洞，纖維素纖維與天然橡膠粘附性差，這是由于纖維素纖維上含有許多羥基極性基團(tuán)與天然橡膠界面結(jié)合能力較差。由圖6b可見：硅烷偶聯(lián)劑(KH570)接枝的纖維素纖維、天然橡膠均沒有明顯的孔隙，并且天然橡膠將硅烷偶聯(lián)劑(KH570)改性纖維素纖維包裹起來。

PF為纖維素纖維；KH570-PF為硅烷偶聯(lián)劑(KH570)改性的纖維素纖維。圖5 改性前后纖維素纖維的紅外光譜圖

a、b為“纖維素纖維-天然橡膠”復(fù)合材料；c、d為“硅烷偶聯(lián)劑(KH570)改性纖維素纖維-天然橡膠”復(fù)合材料。圖6 添加未改性、改性纖維素纖維的天然橡膠復(fù)合材料的掃描電子顯微圖像

說明改性之后的纖維素纖維與天然橡膠基體之間具有很強(qiáng)的界面相互作用。這一現(xiàn)象是由于纖維素纖維與天然橡膠之間的結(jié)合力主要靠物理吸附，而接枝硅烷偶聯(lián)劑(KH570)的纖維素纖維上引入非極性基團(tuán)，在二者之間起到了橋梁的作用，增強(qiáng)了相容性。

2.7 “硅烷偶聯(lián)劑(KH570)改性纖維素纖維-天然橡膠”復(fù)合材料的力學(xué)性能

由表3可見：“15%的‘5%硅烷偶聯(lián)劑(KH570)改性纖維素纖維’-天然橡膠”、“15%的‘10%硅烷偶聯(lián)劑(KH570)改性纖維素纖維’-天然橡膠”、“15%的‘15%硅烷偶聯(lián)劑(KH570)改性纖維素纖維’-天然橡膠”復(fù)合材料，與“15%纖維素纖維-天然橡膠”復(fù)合材料相比，硬度(邵氏A)分別提高了6.1%、10.6%、7.6%，回彈性能分別提升了14.6%、4.2%、4.2%，磨耗體積分別減少了54.6%、58.6%、50.7%，由于改性后的纖維素纖維上接枝硅烷偶聯(lián)劑(KH570)，改善了纖維素纖維與天然橡膠基體的界面結(jié)合，二者結(jié)合更加緊密，耐磨性能得到提升。

由圖7可見：改性之后，纖維素纖維對(duì)天然橡膠的拉伸強(qiáng)度有增強(qiáng)作用；“15%的‘5%硅烷偶聯(lián)劑(KH570)改性纖維素纖維’-天然橡膠”復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度為17.36 MPa、“15%的‘10%硅烷偶聯(lián)劑(KH570)改性纖維素纖維’-天然橡膠”復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度為16.48 MPa、“15%的‘15%硅烷偶聯(lián)劑(KH570)改性纖維素纖維’-天然橡膠”復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度為15.58 MPa，比“15%纖維素纖維-天然橡膠”復(fù)合材料分別增加了58.39%、50.37%、42.15%。由于纖維素纖維上成功接枝硅烷偶聯(lián)劑(KH570)，引入非極性基團(tuán)CC，可以滲透進(jìn)天然橡膠基體中，并且提高與天然橡膠基體之間的界面相容性，使纖維素纖維和天然橡膠基體結(jié)合增強(qiáng)，改善界面結(jié)合。

15%PF-NR為“15%纖維素纖維-天然橡膠”復(fù)合材料；15%‘5%KH570-PF’-NR為“15%的‘5%硅烷偶聯(lián)劑(KH570)改性纖維素纖維’-天然橡膠”復(fù)合材料；15%‘10%KH570-PF’-NR為“15%的‘10%硅烷偶聯(lián)劑(KH570)改性纖維素纖維’-天然橡膠”復(fù)合材料；15%‘15%KH570-PF’-NR為“15%的‘15%硅烷偶聯(lián)劑(KH570)改性纖維素纖維’-天然橡膠”復(fù)合材料。圖7 “15%的‘不同硅烷偶聯(lián)劑(KH570)添加量改性纖維素纖維’-天然橡膠”復(fù)合材料拉伸強(qiáng)度

表3 “15%的‘不同硅烷偶聯(lián)劑(KH570)添加量改性纖維素纖維’-天然橡膠”復(fù)合材料的力學(xué)性能

2.8 硅烷偶聯(lián)劑(KH570)改性纖維素纖維機(jī)理

用硅烷偶聯(lián)劑(KH570)對(duì)纖維素纖維進(jìn)行表面改性機(jī)理見圖8。硅烷偶聯(lián)劑(KH570)充當(dāng)橋梁作用，硅烷偶聯(lián)劑(KH570)首先水解生成活性硅烷醇基團(tuán)，然后硅烷醇基團(tuán)縮合形成低聚物，這些低聚物與纖維素纖維上—OH形成氫鍵，干燥過程中伴隨著水分的流逝形成共價(jià)鍵。這個(gè)過程減少了纖維素纖維上的羥基數(shù)量，降低纖維素纖維的極性，并且在纖維素纖維上引入—CH3、CC非極性基團(tuán)，改善了與天然橡膠基體之間的界面結(jié)合。

圖8 硅烷偶聯(lián)劑(KH570)改性纖維素纖維機(jī)理示意圖

3 結(jié)論

利用簡(jiǎn)單的共沉淀方法，當(dāng)纖維素纖維添加量為天然橡膠質(zhì)量的5%、10%時(shí)，在電鏡下觀察，纖維素纖維在天然橡膠基體中分布均勻，沒有團(tuán)聚的情況。纖維素纖維的添加，使橡膠的硬度得到改善，纖維素纖維添加量達(dá)到天然橡膠質(zhì)量的15%時(shí)，硬度提高了94.1%。

紅外光譜分析表明，硅烷偶聯(lián)劑(KH570)成功接枝到纖維素纖維上，有助于改善材料的性能，當(dāng)硅烷偶聯(lián)劑(KH570)添加量為纖維素纖維質(zhì)量的5%時(shí)，“占天然橡膠質(zhì)量比例為15%的5%硅烷偶聯(lián)劑(KH570)改性纖維素纖維-天然橡膠”復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度為17.4 MPa，提升幅度較大，比“15%纖維素纖維-天然橡膠”復(fù)合材料拉伸強(qiáng)度提升了58.4%、硬度提升6.1%、回彈性提升14.6%、耐磨性能提升耐磨體積降低54.6%。硅烷偶聯(lián)劑(KH570)改性的纖維素纖維，可以改善在橡膠中的界面結(jié)合能力，使用硅烷偶聯(lián)劑(KH570)改性纖維素纖維是一種提升天然橡膠復(fù)合材料力學(xué)性能的有效方法。