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随着汽车工业的发展以及环保意识的增强,人们对于轮胎性能的要求越来越高,因此,滚动阻力低,抗湿滑性高,耐磨性好这三项性能的平衡已成为高性能胎面胶研究的重点课题。基于此,本文主要从橡胶种类、填料种类、橡胶-填料间的相互作用、工艺条件等方面研究了这些因素对于白炭黑增强溶聚丁苯橡胶复合材料结构与性能的影响,从而为高性能胎面胶的制备提供指导。1、研究了白炭黑增强的两种国产高乙烯基含量的溶聚丁苯橡胶(SSBR2564S、SSBR2557S)的性能,并且与国外两种溶聚丁苯橡胶(SSBR6270、SSBR2550)进行了对比。首先分析了四种SSBR的分子量及其分布和玻璃化转变温度,然后研究了相应胶料的硫化特性、填料分散、力学性能、耐磨性能、压缩生热和动态力学性能。结果发现,国产的SSBR2564S、SSBR2557S及国外的SSBR2550的分子量及其分布相当,而SSBR6270属于偶联型的,分子量分布宽。四者的硫化特性相近、加工安全性能相当。SSBR6270的力学性能优于其它三者。SSBR2564S、 SSBR2557S以及SSBR2550具有优异的抗湿滑性(0℃的tanδ),而SSBR6270的抗湿滑性稍差。四种硫化胶的耐磨性好、生热低、滚动阻力(60℃的tanδ)低,四种SSBR可以在制备低滚阻胎面胶时可替代使用。2、比较研究了两个世界著名厂商生产的高分散性白炭黑(165GR、 1165MP、7000GR)和普通型白炭黑(383、VN3)增强的溶聚丁苯橡胶复合材料的结构与性能。首先观察了这儿类白炭黑的形貌并且用热失重分析仪检测了白炭黑表面的含水量,然后分析了白炭黑种类对相应复合材料性能的影响。结果表明,五种白炭黑的形貌相似,7000GR、VN3的表面含水量低于165GR、1165MP、383。五种复合材料的硫化特性相近,加工安全性相当。7000GR在混炼胶中的Payne效应最弱,其余四者相近。五种硫化胶的拉伸强度相当,7000GR的300%定伸应力低于其余四者,383的断裂伸长率和撕裂强度最低。383对应的硫化胶中的填料-橡胶间作用最强,383赋予SSBR硫化胶最高的抗湿滑性和最低的滚动阻力,而且其余四者的滚动阻力也很低。3、巯基偶联剂Si747是一种新型的偶联剂,我们利用红外光谱仪(FT-IR)、热重分析仪(TGA)和固体核磁碳谱仪(13C NMR)重点研究了温度对白炭黑与Si747反应以及Si747与橡胶反应的影响。结果表明,Si747可以与白炭黑发生反应,反应程度随着温度的升高而增加；温度为130℃以上,Si747开始可以与SSBR发生反应, 而且温度在130℃到160℃范围内,随着温度的提高,反应程度也逐渐增大。另外,Si747与SSBR的反应是巯基-双键Click反应机理,主要是丁苯橡胶中乙烯基参与此反应。4、研究了不同热处理温度对于白炭黑增强溶聚丁苯橡胶复合材料的结合胶含量、填料分散、力学性能以及粘弹性能的影响。结果发现,与文献中的Si69体系相比,Si747作为偶联剂时制备的SSBR/白炭黑/Si747复结合胶含量高。100%定伸应力、300%定伸应力以及300%定伸应力/100%定伸应力随温度的升高先增加至150℃达到最大值,然后在160℃减少。130℃制备的硫化胶的扯断伸长率最大,而150℃对应的硫化胶表现出最低的断裂伸长率。另外,Si747与SSBR之间发生的轻微预交联反应可以降低60℃的tanδ。而且150℃的热处理温度制备的SSBR/白炭黑/Si747硫化胶具有最低的滚动阻力和最高的抗湿滑性。