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论文研究了无机纳米粒子和新型有机补强树脂对天然胶性能的影响,比较了其与炭黑填料补强天然胶的性能差异,并对炭黑纳米粒子补强天然胶中形成填料网络的机理进行了探索,提出球状无机纳米粒子对天然橡胶的增强存在着一种类似于与橡胶粒子增韧塑料那样的逾渗转变现象。具体内容如下:(1)用机械混炼法制备了亲油性较强的有机改性纳米蒙脱土/NR(OMMT/NR)复合材料,OMMT用量在25份时,综合性能较优。与填充等量通用炭黑N330/NR复合材料相比,在橡胶强度方面与后者相当;断裂伸长率和耐热氧老化性能有明显提高;撕裂强度有所下降; DMA测试结果显示60～80℃温度范围内此橡胶材料显示出更优良的动态生热性能。并且采用机械混炼反应插层法利用第三组分CRA-138M树脂对钠基蒙脱土的插层作用以及原位聚合时与橡胶大分子链的相互作用,制备出天然胶/蒙脱土原土插层复合材料,实现了对天然胶的补强,研究树脂用量、反应温度、转速对插层效果的影响。(2)研究了多壁碳纳米管(MWNTs)作为新型填料对天然胶性能的影响。SEM观察证明MWNTs在基体中分散性较差粘合树脂GLR-20和PN759可以在一定程度上改善MWNTs与天然胶的界面粘合性,提高材料的性能。通过强酸(HNO3)处理过的多壁碳纳米管与硬脂酸和TESPT硅烷偶联剂共磨改性制得表面修饰的MWNTs。表面改性的MWNTs/NR材料的拉伸强度要比未经表面处理的材料有所提高,撕裂强度明显提高,与树脂PN759并用后可以进一步提高材料的拉伸强度。(3)研究了几种新型的补强树脂VPN1132、S105、CRA-138M、Rub900A与炭黑并用,作为天然胶的补强体系对胶料物理机械性能的影响,确定树脂的最佳用量;研究了把胎面胶生产配方中炭黑N234用新型炭黑CD2109代替的可行性。(4)提出球状无机纳米粒子炭黑对于天然橡胶的补强存在着逾渗行为,炭黑应力体积球间网络形成的过程是一种座逾渗行为,逾渗阈值为0.15。通过导电性试验发现炭黑-炭黑之间的网络形成属于键逾渗行为。炭黑在天然胶中形成的填料网络的过程是一种双逾渗网络的形成过程,并提出了相关模型。