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碳酸钙作为一种常用的无机填料,在橡胶加工领域主要用作填充剂,起增量填充作用。随着填料细微化技术,特别是表面改性技术的发展,纳米碳酸钙开始作为橡胶补强剂得到研究和应用。但到目前为止,纳米碳酸钙并未表现出类似炭黑等传统橡胶补强剂的优异补强作用,这主要是因为纳米碳酸钙是亲水性的惰性粉体,呈强极性,在有机介质中难于均匀分散。此外,碳酸钙表面不存在能与橡胶发生化学反应的活性基团,缺乏与基体之间的结合力,易造成界面缺陷,从而导致对橡胶的补强性并不显著。本论文主要采用甲基丙烯酸(MAA)等不饱和羧酸对纳米碳酸钙进行改性表面,系统研究了MAA改性纳米碳酸钙补强EPDM的力学性能、交联结构和形态结构,并探讨了MAA改性纳米碳酸钙的补强机理。本文采用MAA原位改性纳米碳酸钙补强EPDM,制备了具有高拉伸强度和定伸应力的EPDM/纳米碳酸钙复合材料。研究表明,MAA可以显著提高纳米碳酸钙对EPDM的补强作用,加入纳米碳酸钙质量份2%的MAA,即可将复合材料的拉伸强度从16.9MPa提高到25.6MPa,其定伸应力、撕裂强度和扯断伸长率也有显著提高。本文采用FTIR研究了MAA与纳米碳酸钙和EPDM的化学反应。研究表明,MAA与纳米碳酸钙在混炼过程中发生了化学键合;在硫化过程中,过氧化二异丙苯(DCP)同时引发了EPDM交联和MAA与EPDM之间的接枝共聚。在MAA的偶联作用下,纳米碳酸钙与EPDM产生了强界面作用。通过Kraus曲线表征了MAA对纳米碳酸钙和EPDM两者相互作用的影响。填料-基体相互作用的特征常数m可衡量填料-基体间作用力的大小。m值越大,相互作用力就越大。结果显示,加入MAA使m值从-0.13增大到0.36,表明EPDM与纳米碳酸钙之间的相互作用力增大。这种作用力增大是MAA原位改性纳米碳酸钙补强EPDM的定伸应力和拉伸强度等性能提高的原因。通过对EPDM/纳米碳酸钙复合材料拉伸断面上填料形貌的观察,发现MAA