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丁苯橡胶(SBR)用途广泛,在我国的战略资源中占重要位置。未经硫化的SBR模量和强度小,通常需要对其填料补强和化学交联。交联后的SBR拉伸时分子链沿拉伸方向排列,发生取向。SBR的高强度在很大程度上归结于分子链在拉伸时的高度取向。目前,对SBR/填料体系拉伸过程中产生的取向等微观结构变化研究较多,而对SBR纯胶体系拉伸过程中产生的取向等微观结构变化却少有报道。本论文利用原子力显微镜(AFM)直观、定量地研究了过氧化物(过氧化二异丙苯,DCP)交联和硫磺交联的丁苯橡胶纯胶体系拉伸过程中微观结构演变与力学性能变化的对应关系,揭示了硫化剂种类及用量对SBR拉伸取向行为的影响;并进一步通过红外二色法对过氧化物DCP交联和硫磺交联丁苯橡胶纯胶体系的拉伸取向行为进行了比较研究,主要研究结果如下:(1)通过力学性能分析,过氧化物DCP含量在0.1-2份范围内,0.2,0.3份过氧化物DCP交联的丁苯橡胶纯胶体系拉伸强度较大,因此,利用AFM直观、定量地研究了 0.2,0.3份过氧化物DCP交联的丁苯橡胶纯胶体系拉伸过程中微观结构演变与力学性能变化之间的对应关系,并揭示了过氧化物DCP含量对丁苯橡胶拉伸取向行为的影响。结果表明:在0.2,0.3份过氧化物DCP交联丁苯橡胶纯胶体系的拉伸过程中逐渐出现粗纤维状的取向结构;整体来看,随着应变增大,过氧化物DCP含量为0.2和0.3份的SBR无定形区面积占比呈减小趋势,低度取向区和高度取向区面积占比呈增大趋势,模量呈先减小后增大趋势;过氧化物DCP含量在适当范围内,过氧化物DCP含量大的SBR更容易发生拉伸取向行为,且取向度更高。Mooney-Rivlin模型拟合佐证了 AFM研究结果的正确性。(2)通过力学性能分析,硫磺含量在0.5-2.5份范围内,1,2份硫磺交联的丁苯橡胶纯胶体系的应力-应变曲线比较有代表性,因此,利用AFM直观、定量地研究了 1,2份硫磺交联的丁苯橡胶纯胶体系拉伸过程中微观结构演变与力学性能变化之间的对应关系,并揭示了硫磺含量对丁苯橡胶拉伸取向行为的影响。结果表明:在1,2份硫磺交联丁苯橡胶纯胶体系的拉伸过程中逐渐出现细长状的取向结构;整体来看,随着应变增大,硫磺含量为1份的SBR无定形区面积占比呈减小趋势,低度取向区和高度取向区面积占比呈增大趋势,模量呈先减小后增大趋势,硫磺含量为2份的SBR无定形区面积占比呈减小趋势,低度取向区和高度取向区面积占比呈增大趋势,模量呈减小趋势;硫磺含量在适当范围内,硫磺含量大的SBR更容易发生拉伸取向行为,且取向度更高。Mooney-Rivlin模型拟合佐证了 AFM研究结果的正确性。(3)通过AFM研究结果对比分析了过氧化物DCP交联丁苯橡胶纯胶体系和硫磺交联丁苯橡胶纯胶体系的拉伸取向行为。根据AFM对数模量分布的分峰图定量统计了 DCP/SBR,S/SBR样品在不同应变下不同相区所占的面积百分比及在不同应变下不同相区的模量中值,统计结果分析表明:在过氧化物DCP交联和硫磺交联丁苯橡胶纯胶体系拉伸过程中都存在取向度随应变增大而增大的现象;在交联密度相近的情况下,硫磺交联丁苯橡胶纯胶体系更容易发生拉伸取向行为,且取向度远大于过氧化物DCP交联丁苯橡胶纯胶体系的取向度。此外,利用红外二色法和Mooney-Rivlin模型进一步对过氧化物DCP交联和硫磺交联丁苯橡胶纯胶体系的拉伸取向行为进行了对比研究,红外二色法及Mooney-Rivlin模型研究结果与AFM研究结果一致,佐证了 AFM研究结果的正确性。