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白炭黑又称二氧化硅,是一种重要的橡胶补强材料,但其表面含有大量亲水性羟基,导致其在补强橡胶时不易分散,容易形成自聚体,所以需要对其进行表面改性。制备白炭黑/橡胶纳米复合材料的传统方法-机械混炼法即干法混炼能耗高、效率低、不能连续化生产且伴随有粉尘飞扬,所以需要选择更为节能、环保的混炼方式。针对上述问题我们优选适用于水相条件下的白炭黑改性剂,制备稳定的白炭黑水浆,继而与天然胶乳进行液相复合,经喷雾干燥后得到高填充改性白炭黑母炼胶,如上技术就是液相复合技术,即湿法混炼技术。本文第一部分(第三章)采用不同比例的脂肪族聚氧乙烯醚(AEO9)与硅烷偶联剂(Si69)改性白炭黑水浆,相较于Si69,AEO9在改善白炭黑水浆的稳定性方面效果更为显著。在胶体磨的作用下,AEO9与Si69可以在水相条件下对白炭黑进行表面修饰。同时,AEO9的引入减少了硅氧烷结构偶联剂改性二氧化硅过程中乙醇等挥发性有机物(VOC)的排放。本文第二部分(第四章)采用第三章开发的新型白炭黑改性剂在湿法混炼的工艺条件下制备极高填充份数(100phr)白炭黑/天然橡胶纳米复合材料,改性剂的总量为白炭黑质量份数的10%。当AEO9:Si69=1:3时所得复合材料的综合性能较干法混炼所得复合材料更为优异。将此工艺条件下制备的母炼胶与天然橡胶稀释并用,得到较低填充份数的白炭黑/天然橡胶纳米复合材料,其综合性能与干法混炼所得复合材料不相上下。本文第三部分(第五章)采用新型白炭黑改性剂在湿法混炼的工艺条件下针对不同牌号的白炭黑制备高填充份数(60phr)白炭黑/天然橡胶纳米复合材料,改性剂的总量为白炭黑质量份数的10%。我们发现,对于白炭黑VN3,当新型白炭黑改性剂中AEO9的用量低于Si69时,所得复合材料综合性能较干法更为优异。而对于白炭黑1165,当新型白炭黑改性剂中AEO9的用量高于Si69时,所得复合材料综合性能较干法更为优异。考虑到Si69在水相条件下改性白炭黑可能存在的失效问题,设计实验对Si69固相改性白炭黑母炼胶进行研究。随Si69用量的增加,复合材料的模量和耐磨性能提升,但生热升高,这是由于在制备母炼胶的过程中,已经采用AEO9对白炭黑水浆进行改性,AEO9占据了白炭黑表面的反应位点,同时胶乳中的蛋白质等物质也会覆盖白炭黑表面的反应位点,所以,Si69固相改性白炭黑母炼胶时不能很好的发挥作用。