ZnO作为橡胶的硫化活性剂在橡胶工业中具有不可替代的作用,但传统的ZnO活性低、用量大、有效利用率低,锌又是一种接近重金属的元素,在橡胶制品的使用和废旧处理过程中,会有大量的锌元素进入到环境中会造成严重的污染。纳米级的ZnO粒径小,比表面积大,反应活性高,具有特殊的小尺寸效应和界面效应,能有效降低橡胶制品的锌含量。但纳米级颗粒极易发生团聚,难以均匀分散在橡胶基体中。本课题基于国家自然科学基金结题成果以及嘉兴北化和弘宇新材等产学研合作项目成果,针对橡胶工业带来的锌环境污染问题,通过调研和分析市场上各种ZnO活性剂产品(间接法ZnO,纳米ZnO,纳米活性ZnO,活性ZnO,有机锌),力求寻找一种能够降低锌用量活性剂的有效方法,从而符合全球橡胶工业低锌环保的发展趋势。本论文创新性提出一种有效降低橡胶制品中锌含量的方法,选用具有独特微米级载体包覆结构的纳米级活性ZnO为原材料,通过选择不同种类的低分子量PIB做分散助剂加入到纳米活性ZnO粉体中,使得纳米活性氧化锌颗粒表面包裹一层亲油性的物质,从而对其实现表面改性的效果,使得其团聚吸附性、分散性等一系列表面性质得到改善,进而提高纳米级活性ZnO与橡胶材料的相容性,得到预处理效果最优异的纳米级活性ZnO复合物;随后通过使用不同种类的载体,将经过预处理的纳米级活性ZnO复合物制备成母胶粒,选出最佳的载体及合适用量;然后探索纳米级活性ZnO母粒配方和生产工艺,制得性能优异的母胶粒产品,并对母粒的分散性、相容性、加工性、存储性和用于硫化胶产品的各项性能进行研究,从而得到高分散性的纳米级活性ZnO母粒;最后,将高分散性的纳米级活性ZnO母粒与普通ZnO进行应用对比试验,讨论高分散性的纳米级活性ZnO母粒等量及减量替代普通氧化锌后对不同种类胶料性能产生的影响,并对纳米活性氧化锌在橡胶硫化体系中的作用机理进行初步的探讨。最终结果表明,高分散性的纳米级活性ZnO母粒作为橡胶制品的硫化活性助剂,在不影响性能的前提下能有效降低橡胶制品中锌含量的35%以上。