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绿色轮胎的发展促使白炭黑的需求大幅增长。利用具有与白炭黑相似表面基团的纤维素等植物资源制备廉价、可再生的橡胶填料已成为相关研究的热点之一。废旧棉纤维来源于人类生产生活的废弃物,价格低廉,急需再资源化利用。本论文选择废旧棉纤维制备改性纤维素,探讨橡胶／纤维素复合材料的结构与性能的相互关系,具有明显的理论和实践意义。本论文首先采用酸水解、或酸水解与碱水解相结合的方法,从废旧棉纤维制备微晶纤维素(MCC),研究了水解工艺条件对MCC结构的影响；选择了一种新型环保的农副产品-含活性环氧基团的腰果壳油(ECNSL)为改性剂,采用水相球磨改性工艺对MCC进行改性；探讨了改性MCC (MMCC)的结构和用量对MCC/丁苯橡胶(SBR)复合材料结构与性能的影响,并与白炭黑进行了对比试验；另外,通过原位增容的方法,探索了几种具有增容和分散作用的改性剂对MCC/SBR复合材料结构与性能的影响；利用红外光谱仪(FT-IR)、差示扫描量热分析仪(DTG)、X射线衍射仪(XRD)、橡胶动态力学分析仪(DMA)和扫描电子显微镜(SEM)等现代分析测试手段,对MC、MMCC和MCC/SBR复合材料的结构进行了表征。研究结果表明：(1)通过用激光粒度仪对不同硫酸水解废旧棉纤维工艺制备MCC的粒径和粒径分布分析发现,最佳水解工艺是硫酸浓度8%、水解时间2h、温度80℃,MCC的粒径D50为23.60μm,粒径分布主要在10μm～50μm范围；采用5%的NaOH预处理废旧棉纤维后再水解,MCC的粒径D50为10.23μm,粒径分布主要在5μm～70μm。 XRD研究发现,棉纤维和水解后得到的MCC的XRD衍射角(2θ)主要集中在10～45°的范围内,具有典型的纤维素晶体Ⅰ结构；(2) MMCC的FT-IR谱图在777、911、1260和3014cm1处呈现红外峰,这是ECNSL上环氧基的特征峰；MMCC在2850、2925、1601、1580cm-1也出现了峰,这些是改性剂上的长碳链和苯环的强峰,而对于MCC红外谱图上并没有出现,证明改性剂ECNSL成功接枝到了MCC粒子表面；MMCC和MCC的DTG图谱显示,MMCC的热失重增加,这是MCC上接枝ECNSL长碳链和耐热性降低的结果,这也间接地说明ECNSL成功接枝到了MCC粒子上。MMCC的SEM表明,MCC经过ECNSL改性后粒径变小,颗粒变得蓬松；(3)在20～50phr范围内,随着MCC用量的增加,MCC/SBR复合材料的拉伸强度和拉断伸长率呈下降趋势,硬度和撕裂强度不断增加；与加入MCC相比,MMCC填充SBR胶料的加工性能和综合力学性能提高,其中经12.5wt%ECNSL改性的MMCC增强效果较佳；添加了MMCC试样的最小扭矩和最大扭矩都比白炭黑小,且随改性剂ECNSL用量的增加而减小。但随着ECNSL用量增加,胶料的焦烧时间(t1())和正硫化时间(t90)有所增加；(4) DMA分析结果表明,分别添加MMCC和白炭黑的复合材料在60℃附近的tane差不多,添加MMCC的复合材料在0℃附近的tane较大,说明它比添加白炭黑的SBR(?)交料有更好的抗湿滑性；但是,添加MMCC的SBR胶料的阿克隆磨耗较添加白炭黑的胶料稍大；(5)在0～10.0phr用量范围下,随着增容剂ECNSL、60NSF (脂肪烃树脂为主要成分的混合物)、SBR-g-MAH (丁苯橡胶接枝的马来酸酐)和RX-80(二甲苯甲醛树脂酯化后的大分子酯类混合物)用量的增加,MCC/SBR复合材料的硬度和300%定伸应力不断降低,拉伸强度和撕裂强度均出现一个最大值,扯断伸长率和扯断永久形变不断升高。在相同用量条件下,SBR-g-MAH对复合材料的力学性能提高的幅度最为明显：(6)SEM分析结果显示,MCC经过预处理ECNSL改性后,在SBR中的相容性和分散性均有明显提高；加入适量的相容剂ECNSL、60NSF、SBR-g-MAH和RX-80均可改善MCC与SBR基体之间的界面相容性。