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本文通过采用凝胶渗透色谱仪、差示扫描量热仪、核磁共振仪等手段对国产Nd-IR的结构参数进行了分析,同时借助扫描电镜对炭黑凝胶的形态结构进行考察,并与NR以及俄罗斯生产的牌号为SKI-3的钛系异戊橡胶(用SKI-3-IR表示)进行了平行对比研究;且在此基础上分析了国产Nd-IR生胶的结构以及混炼胶炭黑凝胶的结构对其应力-应变特性的影响,并研究了Nd-IR的基本性能以及在轮胎胎面胶中的应用。对生胶和炭黑混炼胶结构参数的研究表明:Nd-IR、SKI-3-IR以及塑炼后的NR(用NR-2表示)其门尼粘度、分子量、分子量分布以及玻璃化转变温度都非常接近,虽然三种生胶的1,4-结构含量差别不大,但NR的顺1,4-含量高于两种IR;在生胶中:未塑炼的NR(用NR-1表示)的凝胶含量较高,NR-2的凝胶含量较低,而两种IR中基本不含有凝胶。在炭黑混炼胶中:NR-2混炼胶所形成的炭黑凝胶最多,Nd-IR混炼胶所形成的炭黑凝胶最少,因此Nd-IR混炼胶的Payne效应最为明显;炭黑混炼胶中NR-2胶料中炭黑表面结合更多的橡胶,在断面裂口处形成更多长而细的橡胶拉丝,表明NR与炭黑的作用优于IR。研究胶料的应力-应变曲线表明: NR-1生胶以及NR-2炭黑混炼胶的应力-应变曲线都有应变硬化现象,而NR-2生胶无应变硬化现象;但IR不论是生胶还是炭黑混炼胶都没有出现应变硬化现象,其强度都远低于NR的强度;而IR硫化胶的应力-应变曲线形状与NR-2硫化胶很接近。对Nd-IR的基本性能的研究分析表明:与ASTM标准配方相比,不论是未填充胶还是炭黑填充胶,JIS标准配方更适合Nd-IR。因此通过对JIS标准配方进行优化得出了国产Nd-IR的基础配方如下:在JIS标准NR未填充胶配方的基础上,增加0.2phr促进剂可作为国产Nd-IR未填充胶的基础配方;在JIS标准NR炭黑填充胶配方的基础上,增加0.1phr促进剂可作为国产Nd-IR的炭黑填充胶的基础配方。另外,研究表明,促进剂NS和碱性炭黑对IR的促进硫化作用较NR明显,能缩小IR和NR之间的差距。Nd-IR在轮胎胎面胶中的应用研究表明:在载重胎胎面胶(全NR)配方中:Nd-IR以20%的比例替代NR时不会影响其性能;通过调整硫化体系提高硫化速度,使得Nd-IR以50%比例替代NR时不会影响其性能;在纯Nd-IR胶料中研究炭黑种类对胶料性能的影响时得出炭黑N375更适合Nd-IR。在载重胎胎面胶(NR/SBR/BR)配方中:Nd-IR以80%比例替代NR而不影响其性能,说明了Nd-IR与其它胶种具有较好的并用性。另外相对于基础配方而言,由于实用配方中加入了一些含有极性基团的加工助剂,使得炭黑在NR和Nd-IR胶料中的分散性很接近。在工程胎胎面胶(NR/SBR)中:以20%的比例Nd-IR替代原始配方中NR而不影响其性能;由于在配方中加入了白炭黑,填料在Nd-IR胶料中的分散性较差,Payne效应较NR明显;若Nd-IR以更大的比例替代NR,一方面要增加促进剂的用量来提高硫化速度和交联密度;另一方面应该加入一些加工助剂提高填料在Nd-IR胶料中的分散性。