近年来随着汽车行业的迅猛发展,轮胎行业也在并不断的发展壮大,橡胶产业在促进经济发展的同时,也带来了一定的环境问题。废轮胎热解技术是一种不会造成二次污染,能将废旧橡胶彻底分解成可以利用的有机组分和一部分填料的废橡胶再生技术。废橡胶通过高温热解得到固、液、气三种产物,其中得到30%左右的固体残渣,称为热解炭黑,与常用的工业炭黑存在一定的差异,因此本文主要对热解炭黑进行了详细的结构表征以及在橡胶中的应用研究,为热解炭黑在橡胶中的应用提供一定的理论指导。首先,从粒径、结构度和表面活性三个方面对热解炭黑进行微观结构的研究,结果表明,热解炭黑是一种以炭黑为主要组分,少量的无机填料以及炭黑粒子表面残存微量的未完全裂解的有机组分构成的;热解炭黑的二次结构的粒径分布较宽,有分峰现象;BET值在70-80m2/g,表面存在较多孔径存在;表面活性较低的复杂填料。在SBR橡胶中的应用时,与N660炭黑进行了性能的比较,结果表明,热解炭黑有促进焦烧的特性,硫化胶的补强性能与定伸应力性能较差,耐磨性能较差。其次,由于热解炭黑在橡胶中的应用性能较差,通过改变混炼工艺和对热解炭黑进行偶联剂干法改性两个方面对热解炭黑进行了一系列实验。结果表明,改变混炼工艺可以一定程度上改善热解炭黑的分散,提高热解炭黑粒子与橡胶大分子链之间的相互作用;通过改性剂对热解炭黑进行干法改性,其中450活化剂改性热解炭黑具有较好的作用,但改善效果有限,其次活化剂的价格较高,因此增加了改性成本,限制了热解炭黑的应用范围。为了分析影响热解炭黑性能的因素,本文针对热解炭黑中的灰分组分和高温处理两个因素做了详细的实验研究与分析,并应用于SBR胶中,最后对热解炭黑的粒子提出了“烧结模型”而并非“核壳模型”。结果显示,对于热解炭黑中的灰分,分为ZnO、CaO等能溶于盐酸的化合物和能溶于氢氟酸的SiO2,其中影响混炼胶焦烧性能的主要是ZnO活性剂,而SiO2的存在增加了热解炭黑的活性,提高热解炭黑的性能;高温处理影响炭黑的表面活性,但对粒径和结构度影响较小,因此在应用与SBR中时,对混炼胶和硫化胶的影响效果较小。在实际应用方面,利用力车胎的胎侧配方,将热解炭黑与白炭黑并用填充在胎侧胶中,结果表明,随着热解炭黑用量的增加,胎侧胶的压缩生热逐渐减小,磨耗体积逐渐增大;热解炭黑与白炭黑并用有利于白炭黑的分散,当白炭黑/热解炭黑并用比为45/15时,混炼胶的加工性能和硫化胶的物理机械性能均有所提高。