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溶聚丁苯橡胶(SSBR)因无色透明无污染,且具有低滚动阻力和高抗湿滑性与耐磨性,所以被广泛应用到绿色橡胶轮胎中;并且随着轮胎行业的快速发展,人们对轮胎质量和性能提出了更高的要求,因此对SSBR的研究显得尤为重要。国内外对SSBR做了大量的探索和研究,同时也取得很多研究成果,但是这些研究仍存在一些不足,如对炭黑/白炭黑两相填料并用补强SSBR的研究较少;对碳纳米新型填料补强SSBR的研究有待深入;缺乏对SSBR混炼外场条件的研究等等。这些研究的不足严重制约SSBR在绿色轮胎行业中大范围应用,所以加强对SSBR深入且系统的研究具有重要的理论和实际意义。本文通过采用理论研究、实验对比,模拟分析三种研究方法,从SSBR补强机理入手,系统研究了补强填料种类及配比、混合胶料种类对胶料物理性能的影响,研究了混炼外场条件对混炼胶微观及宏观性能的影响,设计了微肋转子结构,利用数值模拟方法对混炼流场进行了研究。具体所做研究工作和所得结论如下:(1)研究炭黑/白炭黑不同配比对SSBR物理性能影响以及在SSBR中分散效果,结果表明:炭黑和白炭黑并用有助于两种补强填料在胶料中的分散,且炭黑为15~25份时两种填料分散效果最好;炭黑加入量为15~25时硫化胶拉伸强度最大,炭黑加入量为15份时硫化胶的抗湿滑性和滚动阻力较好。(2)石墨烯用量对SSBR/NR性能影响实验研究,结果表明:石墨烯在SSBR/NR中易团聚,石墨烯可提高硫化胶的定伸强度、撕裂强度、邵尔硬度,石墨烯的用量为3%时滚动阻力最低,且3%石墨烯量为硫化胶的导电阈值。(3)天然橡胶(NR)和顺丁橡胶(BR)与SSBR共混的研究,结果表明:NR的加入提高SSBR硫化胶的拉伸强度和撕裂强度,BR加入大大降低了硫化胶的阿克隆磨耗,DMA测试表明BR、NR和SSBR有很好的相容性。(4)SSBR混炼外场条件的研究,结果表明:转子转速升高可提高硫化胶的拉伸强度、拉伸伸长率,初始温度的增加使胶料的硫化速度加快和交联密度升高。(5)运用PROE、POLYFLOW对三维微肋转子设计和模拟,通过压力场、速度场、黏度场和混合指数分析可知:微肋结构的加入增大了胶料混炼压力和轴向的速度变化梯度,混合指数为0.5~0.6区域增大即胶料受到剪切拉伸作用增强。