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Payne效应是填充胶料的模量随应变振幅的增大而呈非线性下降的现象。对Payne效应的机理的解释有很多,其中以填料-填料网络破坏最具代表,可用低振幅下的弹性模量与高振幅下的模量差反映胶料中填料-填料相互作用大小。有一些研究者还以此来表征胶料中填料的分散性,这是在忽略橡胶分子量影响的前提下得出的。实际上橡胶分子链在振幅增大过程中会发生解缠结、取向等过程,对弹性模量变化亦会产生影响。本论文旨在控制橡胶分子量相同的情况下,改变填料的分散性,研究填料分散性与Payne效应的关系。本文采用乳液共沉法制备橡胶分子量相同,填料分散性不同的NR/炭黑复合材料。通过热失重分析(TGA)、门尼粘度计、ZETA SIZER Nano-ZS90粒径分析仪、扫描电镜(SEM)、RPA2000等测试表征手段,考察复合材料中炭黑分散性及其对胶料动态性能与填料网络的影响,探寻炭黑分散性与Payne效应的关系,来描述炭黑分散性与填料-填料相互作用的关系。(1)对天然橡胶生胶及纯胶硫化胶,用RPA2000进行形变、温度和频率扫描。结果表明：对天然橡胶生胶及混炼胶硫化得到的纯胶硫化胶,随薄通不同次数增多,其弹性模量随应变振幅的增大均呈现非线性下降的现象,且生胶或混炼胶的薄通次数增多(分子量减小),低形变下的弹性模量逐渐下降,表明橡胶分子量大小对胶料弹性模量有影响；分子量减小,弹性模量降低。(2)采用乳液共沉法制备橡胶分子量相同、炭黑分散性不同的NR/炭黑复合材料,并应用扫描电镜、门尼粘度计、RPA2000等测试仪器对其进行测试表征。结果表明NR/炭黑复合材料中,随着炭黑分散性升高,胶料的门尼粘度增大；不同炭黑分散性胶料的弹性模量随应变振幅的增大均呈非线性下降,且随着炭黑分散性的升高,低应变下的弹性模量逐渐降低,表明胶料中炭黑分散性对胶料弹性模量有影响；胶料中炭黑分散性升高,弹性模量降低。(3)采用乳液共沉法制备橡胶分子量相同、炭黑含量不同的NR/炭黑复合材料,并应用炭黑分散度仪、扫描电镜、门尼粘度计、RPA2000等测试仪器对其进行表征。结果表明NR/炭黑复合材料中,随着炭黑含量的增加,胶料的炭黑分散性降低,门尼粘度增大；不同炭黑含量胶料的弹性模量随应变振幅的增大均呈非线性下降；随炭黑含量的增加,胶料中炭黑分散性下降,低应变下的弹性模量逐渐增大,Payne效应增大。