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不饱和羧酸金属盐如甲基丙烯酸锌(ZDMA)、甲基丙烯酸镁(MDMA)等对橡胶具有显著的增强效果。本研究尝试用一种无毒、廉价易得的不饱和羧酸-山梨酸(SA)取代腐蚀性、刺激性的(甲基)丙烯酸用于原位合成不饱和羧酸金属盐。本论文研究了原位生成的山梨酸金属盐对丁腈橡胶(NBR)的补强效果,并探索了SA及其盐对丁苯橡胶(SBR)/无机填料复合材料的界面改性效果,系统地研究了复合材料的制备、结构、性能、增强及改性的机理。SA与氧化锌(ZnO)在一定温度下首先反应形成碱式盐,然后在更高的温度下碱式盐进一步转变形成正盐山梨酸锌(ZDS)。原位生成的ZDS在橡胶硫化过程中发生聚合,并在复合材料中形成了离子键交联,提高了复合材料的交联程度,并能够促进橡胶的硫化。通过透射电镜(TEM)观察到有纳米级尺寸的poly-ZDS分散于NBR基体中。原位生成的ZDS对NBR具有优异的增强效果,复合材料的拉伸强度、100%模量和撕裂强度可达纯NBR硫化胶的8～9倍,且具有良好的耐老化性能。原位生成的山梨酸镁(MDS)也表现出对NBR良好的增强效果。直接开炼法制备了SA原位界面改性的SBR/埃洛石(HNTs)纳米复合材料。适量SA的加入,可以提高胶料的交联程度,并促进硫化。SA通过与HNTs之间的氢键作用以及与SBR的共聚极大地改善了HNTs在橡胶基体中的分散性并提高了复合材料的界面结合力,使复合材料的力学性能得到了极大的提升。在此基础上以HNTs和ZDS为并用填料,制备了高无机填料含量的SBR/HNTs/ZDS杂化材料。杂化材料具有优异的常温力学性能和良好的高温性能,扫描电镜(SEM)和TEM分析证实了HNTs在基体中均一的分散性和杂化材料良好的界面结合力。通过SA对SBR/白炭黑(silica)复合材料进行原位界面改性,结果表明,ZDS在橡胶开炼过程中原位形成并在硫化过程中聚合,对复合材料的硫化特性产生影响。SA与silica之间的氢键相互作用改善了silica在橡胶基体中的分散性,增强了复合材料的界面结合力,显著提高了混炼胶中结合胶含量。经SA界面改性后的SBR/silica复合材料的耐磨性明显提高,力学性能显著增强。