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解决填料分散和填料-基体的界面作用是提高橡胶纳米复合材料性能的关键因素,因而选用合适的改性剂和改性方法尤为重要。在本研究中,采用具有硫化活性的表面改性剂聚罗丹宁(PRd)应用于通用的无机填料中,构建一种填料与基体新型的界面交联结构。研究了PRd在水性环境中的聚合动力学过程,并进一步探索PRd在溶液法和水相法两种聚合包覆过程,对于无机填料的改性效果及其在橡胶纳米复合材料中的应用。本研究中,首先探索罗丹宁(rhodanine)的聚合动力学过程,研究了温度和氧化剂浓度对聚合反应的影响。结果表明,温度能够提高聚合反应速率,氧化剂浓度对单体转化率影响更大。实验进一步揭示了不同单体投料量,反应溶剂介质,氧化剂种类等聚合条件对无机填料的改性效果,并证明了PRd与填料之间存在氢键作用。本研究接着采用溶液法聚合,使PRd包覆改性无机填料埃洛石纳米管(HNTs)和白炭黑(silica)填料,并进一步应用于橡胶复合材料。从复合材料的性能看出,PRd的加入有效地增强填料与基体的界面作用,加入30 phr PRd-HNTs时,其拉伸强度和300%的定伸应力相比于没有填料的SBR空白样分别提高了8倍和2.57倍。更明显的是,仅仅加入2.9 wt.%的PRd,其拉伸强度和300%的定伸应力分别获得了117%和87%的提高。对于SBR/silica-PRd复合材料而言,PRd的改性效果达到了同等份数硅烷偶联剂Si69的效果,比KH590好。这是由于PRd能够参与橡胶分子的硫化过程,构建了新型填料与橡胶基体的界面交联结构。本论文最后研究更环保的水相法聚合改性的无机填料(silica-PRd),并进一步应用于橡胶复合材料中。从复合材料的硫化性能和物理机械性能可知,PRd对于聚合条件没有依赖性,最终的优化条件是80℃,搅拌反应1小时。进一步研究发现,PRd有促进硅烷化反应的效果,从静态性能看出,在1.2 phr PRd存在的前提下,SBR/silica-PRd+1 phr Si69复合材料300%定伸模量比SBR/silica+1 phr Si69复合材料提高了两倍;动态性能中,SBR/silica-PRd+2 phr Si69复合材料改性效果比分别使用两种改性剂的叠加效果要好,与工业上加入4 phr Si69改性剂的对比样相当,达到减少硅烷偶联剂用量的目的。