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炭黑进行表面改性是改善和提高炭黑补强橡胶复合材料性能、制备高性能弹性体的有效方法，开发这项技术，可以突破炭黑作为传统补强材料的局限，赋予橡胶更优异和全新的性能。
本文采用多官能团改性剂甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)对炭黑粒子进行表面原位反应改性填充天然橡胶和丁腈橡胶的方法，研究了GMA改性炭黑对NR和NBR性能的反应特性、加工性能、物理机械性能、耐热氧老化和耐屈挠疲劳性能以及磨耗性能和低温脆断性能的影响，并考察了其改性的机理。
本文首先研究了多官能团改性剂GMA与炭黑表面活性基团的反应改性效果，TG和SEM的测试结果表明：改性剂能够介入到炭黑聚集体之中并发生化学反应，也在一定程度上改变了炭黑的聚集状态。然后研究了改性剂GMA在未填充NR和NBR中的改性效果，红外光谱(FT-IR)分析表明GMA分子已接枝到NR和NBR分子链上，能够参与硫化胶的共交联反应。
接着研究了改性剂GMA改性炭黑对NR和NBR硫化胶硫化性能的影响。门尼粘度的测定结果表明，在过氧化物硫化体系和硫黄硫化体系中改性剂的加入明显的改善了NBR的加工性能。
最后研究了GMA改性炭黑对NR和NBR硫化胶其它综合性能的影响。其中，在DCP硫化GMA原位反应改性炭黑填充NR体系中，GMA改性炭黑改善了NR硫化胶的老化性能，GMA用量最佳为5份时，硫化胶具有良好的耐热氧老化性能；在DCP硫化GMA原位反应改性炭黑填充NBR体系中，GMA改性炭黑改善了NBR硫化胶的老化性能，当GMA用量为15份时与未加GMA的胶料相比，耐老化性能有显著的提高；在硫黄硫化GMA原位反应改性炭黑填充NBR体系中，GMA改性炭黑较大程度上改善了NBR硫化胶的物理机械性能，使得拉伸强度、撕裂强度和100％、500％定伸应力等各项性能得到了很大程度的提高。当GMA用量为5份时，NBR硫化胶的各项物理机械性能最佳。
综上所述，可以得出这样的结论，在橡胶混炼和硫化过程中，多官能团改性剂GMA原位反应改性炭黑填充NR和NBR的方法，提高硫化胶的交联密度，加强了炭黑粒子和橡胶大分子链的结合，有利于传递和分散应力，有利于改善炭黑在橡胶基体中的分散状态，从而提高了NR和NBR的综合性能。