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橡塑技术与装备（橡胶） CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT (RUBBER)
其余配比和研磨遍数的复合材料由于填料网络构筑的 MPa，这说明研磨会使碳纳米管粒径进一步减小，与
不完善而未表现出此现象。 炭黑之间可以构成更紧密的填料网络，对于天然橡胶
由于 DMA 是在小应变条件下进行测试，橡胶基 基体起到良好的补强作用，而随着拉伸强度增加，断
体中填料间的物理作用形成的填料网络和橡胶交联键 裂伸长率也对应的逐渐减小。对于撕裂强度来说，当
破坏程度小，虽然不同填料配比和研磨遍数不同造成 研磨 15 遍且填料配比为炭黑 / 碳纳米管 =35/6 时复合
的形成的填料网络不同，但是都未遭到大破坏，所以 材料撕裂强度最高，达到了 142.3 MPa，而研磨 5 遍且
滞后损耗都相对较小，使得玻璃化转变区域的 tanδ 填料配比为炭黑 / 碳纳米管 =30/8 时复合材料撕裂强度
值相差不大，但研磨 5 遍填料配比为炭黑 / 碳纳米管 最低，为 124.9 MPa，由此可见，较高的研磨遍数与合
=30/8 时制备的复合材料 tanδ 值明显低于其余试样， 适的填料配比对于复合材料拉伸与撕裂强度同时具有
这说明在此条件下材料内部构成的填料网络结构之间 促进作用，这意味着体系内部构筑了较好的填料网络结
相互作用最弱。抗湿滑性能主要反映汽车在行驶中轮 构，使填料能充分发挥各自补强效果，对材料力学性能
胎安全性，在干燥路面上行驶，轮胎与路面产生摩擦 具有较大提升。从磨耗的数据来看，无论是研磨遍数还
所以车辆有着较好的抓地力，而在雨雪天气行驶时， 是填料配比的不同对磨耗的影响都较小，磨耗数值均在
轮胎与路面之间会有水膜存在，降低摩擦力，车辆抓 0.115±0.003 之内，且对比前两章实验内容，研磨法使
地力下降。目前评价抗湿滑性的方法除用摩擦系数仪 得磨耗数值更小，复合材料耐磨性更强。
之外，常用 DMA 进行温度扫描，频率一定的 0 ℃下
具有较高 tanδ 值的胎面橡胶材料通常具有较好的抗湿 3 结论
滑性能。从图 2 的局部放大图中可以看出，0 ℃时 5# （1）碳纳米管与天然橡胶的湿法混炼有助于提高
试样的 tanδ 值最大，2# 试样的 tanδ 值最低，这说明 填料的分散性。
研磨遍数为 15 遍填料配比为炭黑 / 碳纳米管 =35/6 时 （2）结合力学性能和硫化性能分析可得知，研磨
制备的复合材料具有最好的抗湿滑能力。除此之外， 后的碳纳米管对补强复合材料有重要作用，研磨遍数
可以观察到，相比于填料配比来说，研磨遍数对于复 为 15 遍时性能最好。
合材料抗湿滑性能的影响更大，研磨遍数分别为 5 遍、 （3）结合 RPA 分析发现，随着研磨遍数的增加，
10 遍和 15 遍的试样在 0 ℃下的 tanδ 值依次增加，规 碳纳米管团聚更弱，分散更好。
律性明显，而不同填料体系带来的影响要小于研磨遍
数，说明研磨改性对提高碳纳米管在胎面胶当中的应 参考文献 ：
[1] 钱伯章 . 橡胶湿法混炼技术高效节能 [J]. 橡胶工业，2012,
用具有一定作用。
59(08):498.
2.4 物理机械性能 [2] 吕晓茵 . 白炭黑的表面改性及其填充硅橡胶结构与性能研究
对于复合材料物理机械性能的评价是判断制品是 [D]. 北京化工大学，2014.
否复合实际加工应用的关键参数，如表 5 所示，为研 [3] Gradwell M H S, Mcgill W J. Sulfur vulcanization of
polyisoprene accelerated by benzothiazole derivatives. III.
磨法制备的炭黑 / 碳纳米管 / 天然橡胶复合材料物理机
The reaction of 2‐bisbenzothiazole‐2,2′‐disulfide with sulfur
械性能。 and ZnO in polyisoprene[J]. 2015, 61(7):1 131~1 136.
表 5 研磨法制备炭黑 / 碳纳米管 / 天然橡胶复合材料物 [4] Dong L F, Wang L L, Xin H B, et al. Study on eliminating
理机械性能 the quality defects of vulcanized products with large size
配方 1# 2# 3# 4# 5# 6# rubber-belt vulcanizing machine[C].2010.
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断裂伸长率 /% 545.5 552.7 583.9 585.9 508.0 512.9 mechanism of styrene-butadiene rubber-based oil-absorbing
撕裂强度 /MPa 125.4 124.9 130.9 129.5 142.3 136.3 material[J]. Xiandai Huagong/modern Chemical Industry,
硬度 /SA 70 70 71 71 73 73
磨耗 /cm 3 0.113 0.118 0.114 0.113 0.116 0.114 2014, 34(6):62~66+68.
[6] Fei Zhao, Xinyan Shi, Xiang Chen,et al. Interaction of
从表 5 中可以看出，不同研磨遍数和填料配比不 vulcanization and reinforcement of CB on dynamic property
of NR characterized by RPA2000[J]. Journal of Applied
同都会对炭黑 / 碳纳米管 / 天然橡胶复合材料的拉伸
Polymer Science, 117(2):1 168~ 1172.
强度有较大影响，研磨 15 遍最好的配方拉伸强度达到 [7] 王贵一 .RPA2000 橡胶加工分析仪在橡胶研究中的应用 [J]. 特
了 32.7 MPa，而研磨 5 遍最好的配方拉伸强度为 30.2 种橡胶制品 ,2001(01):56~62.
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