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天然橡胶作为一种天然高分子化合物,因其综合性能优异而被广泛应用于诸多领域。但天然橡胶又是一类非极性橡胶,固然存在一些性能上的缺陷。为了获得性能更加优异的天然橡胶制品,天然橡胶的改性研究就具有了重要的意义和价值。而纳米填料粒子因其具有表面界面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等特异性,使得纳米填充剂改性在天然橡胶的改性中占有非常重要的地位。本课题选择改性后的纳米Fe3O4粒子作为纳米填料,分别以相对成熟的炭黑配方和白炭黑配方的天然橡胶为研究对象,通过实验研究纳米Fe3O4填料的粒径和添加量对天然橡胶性能的影响。主要研究的天然橡胶的性能有硫化性能、交联密度、物理机械性能以及导热性能等。并运用ANSYS软件对橡胶硫化过程中的温度场进行模拟分析,主要研究了在不同预热温度下橡胶硫化过程中的温度场,以及不同硫化时刻橡胶不同部位的温度场的对比。研究结果表明:（1）随着纳米Fe3O4填料添加量的增加,胶料的最大转矩和交联密度均随之增大,而胶料的正硫化时间Tc90有所降低。表明纳米Fe3O4能够提高胶料的硫化效果,并且20nm的Fe3O4填料在添加量为12Phr15Phr时,提升效果最佳。（2）纳米Fe3O4填料的粒径越小、添加量越大,天然橡胶混炼胶的Payne效应越强。表明纳米Fe3O4粒越小、添加量大时,其分散性较差。（3）随着纳米Fe3O4粒径的减小,硫化胶料的100%定伸应力、300%定伸应力、拉伸强度和撕裂强度均有所增大,表明粒径小的纳米Fe3O4填料对天然橡胶的补强作用相对较好。同时随着纳米Fe3O4填料添加量的增加,胶料的上述性能总体上展现出先上升后下降的趋势,并且20nm的Fe3O4填料在添加量为12Phr时,胶料的物理机械性能最好。（4）胶料的导热性能随纳米Fe3O4填料添加量的增加而逐渐提高,并且20nm的Fe3O4填料对复合材料的导热性能的提高在添加量超过12 Phr后更加优异。（5）通过橡胶厚制品硫化过程的温度场模拟可以看出,由于橡胶导热性能相对较差导致胶料内外的温升速率存在较大差距,从而降低了硫化的均匀性。而纳米Fe3O4填料可以提高胶料的导热性能,从而在一定程度上缩小这种差距。另一方面,提高胶料预热温度也能够提升硫化速率和硫化均匀性。本文通过实验研究了纳米Fe3O4填料的粒径和添加量对不同配方天然橡胶综合性能的影响,为纳米Fe3O4填料在橡胶材料中的应用提供参考价值。