【摘 要】
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随着科技发展,橡胶制品被广泛应用于医疗、交通、建筑、航空等各个领域,人们对橡胶材料的性能要求也日益提高。然而,传统的橡胶助剂很多来源于石油基化合物,存在不可再生、成本高以及污染环境等问题。因此,研究开发经济环保可再生的生物质橡胶助剂以替代传统石油基橡胶助剂是目前橡胶行业发展的重要课题之一。小分子橡胶加工助剂耐迁移性较差,稳定性不高,在使用过程中易与橡胶防老剂、促进剂等互溶,因而很容易迁移到橡胶的表
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随着科技发展,橡胶制品被广泛应用于医疗、交通、建筑、航空等各个领域,人们对橡胶材料的性能要求也日益提高。然而,传统的橡胶助剂很多来源于石油基化合物,存在不可再生、成本高以及污染环境等问题。因此,研究开发经济环保可再生的生物质橡胶助剂以替代传统石油基橡胶助剂是目前橡胶行业发展的重要课题之一。小分子橡胶加工助剂耐迁移性较差,稳定性不高,在使用过程中易与橡胶防老剂、促进剂等互溶,因而很容易迁移到橡胶的表面造成喷霜、泛彩等问题,进而导致橡胶助剂的作用效率降低,并对环境造成污染。白炭黑（silica）是常用于橡胶补强的无机纳米填料,但其表面存在丰富的硅羟基,表面活性高,直接添加到橡胶基体中容易产生团聚。为改善silica在橡胶中的分散,降低小分子橡胶助剂的迁移、喷霜和泛彩等问题,本论文合成了一种新型绿色生物质橡胶助剂——腰果酚基低聚物LPCGE,并采用“一步法”将其通过化学结合的方式负载在silica粒子表面,制备得到了一种新型负载型生物质加工助剂silica-s-LPCGE;系统地研究LPCGE和silica-s-LPCGE作为新型生物质加工助剂对丁苯橡胶（SBR）复合材料结构和性能的影响。主要研究内容和结果如下:（1）通过引发腰果酚乙二醇醚（CGE）侧链碳碳双键的聚合反应,合成了低聚腰果酚乙二醇醚（LPCGE）,并系统探讨了LPCGE的分子结构、聚合反应原理及不同反应条件的影响。研究表明,在聚合反应过程中,碳碳双键越靠近侧链末端,反应活性越强,该聚合反应的反应转化率可达70%,LPCGE的最高数均相对分子质量超过3500。（2）采用“一步法”,通过LPCGE与silica表面硅羟基反应,成功将LPCGE负载于silica表面,制备了一种新型绿色负载型生物质加工助剂silica-s-LPCGE。研究表明,silica-s-LPCGE的负载率高达38.61%。与未改性silica粒子相比,silica-s-LPCGE粒子表面极性减弱,纳米粒子间团聚现象明显减弱,分散性能提高,其平均粒径仅为0.29μm。（3）为进一步探讨LPCGE和silica-s-LPCGE作为新型生物质加工助剂对SBR复合材料结构和性能的影响,分别制备了SBR/silica、SBR/silica/LPCGE和SBR/silica-s-LPCGE三种不同体系复合材料。研究表明,直接将LPCGE作为生物质加工助剂使用,能够促进silica在SBR基体中的分散,改善SBR复合材料的加工性能。但负载型生物质加工助剂silica-s-LPCGE对SBR复合材料的综合性能提升更为明显。在SBR/silica-s-LPCGE-5复合材料体系中,不仅填料能在SBR基体中分散均匀,形成较为完整的填料网络,同时能在保持一定硫化速率的情况下,促进橡胶分子链的流动变形,改善复合材料的加工性能,还能明显提高SBR复合材料的力学性能、耐老化性能和耐迁移性能。
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