当今随着社会工业与经济的发展,汽车行业不断发展壮大,应运而生的轮胎企业也日渐增多,被称为“黑色污染”的废旧轮胎对环境造成严重的污染,同时不正当的处理也是对资源的严重浪费,由此,汽车轮胎的报废促使了橡胶再生加工工业的多元化发展。其中,废轮胎热解技术成为当下最有效的废轮胎处理技术之一,热解炭黑是废轮胎热解产物之一,它来源于轮胎加工过程中添加的各种炭黑,热解时随着橡胶大分子的分解而积聚沉淀收集起来,但热解炭黑的性质与添加的工业炭黑性质不同,再次应用的对橡胶的补强能力也不同。因此本文主要对热解炭黑进行了性质的表征、在各种橡胶配方中的应用研究,以及对其进行一系列改性的研究,为热解炭黑的二次应用提供一定的理论指导。本文的主要研究内容如下:首先,研究分析了热解炭黑的基本物理化学性质,包括吸碘值、DBP吸油值、PH、灰分等,同时研究了热解炭黑表面元素组成及灰分组分。结果表明,热解炭黑粒径分布复杂,属于低结构度炭黑,总体来看高于半补强炭黑N774;明显的缺点是灰分值高达14.4%,远远高于普通商用炭黑,灰分主要来源于原轮胎中所添加的各种配合剂、填料,灰分主要包括Zn、Na、Al等金属以及S元素。CBp表面C元素主要以C-C、C-OH、C-OEt、C=O、COOEt以及胞质团碳的形式存在。其次,研究了热解炭黑在橡胶中的应用,将热解炭黑分别应用在天然胶、丁苯胶、三元乙丙橡胶中,并与其他填料进行对比。结果表明:热解炭黑直接补强橡胶的效果与普通工业炭黑差距大,CBp填充NR和SBR后,硫化胶的拉伸强度和撕裂强度很高,甚至超过了N330的拉伸强度和撕裂强度,但是硫化胶的100%和300%定伸应力特别低,影响了CBp的工业应用。CBp填充发泡EPDM硫化胶的拉伸强度和定伸应力优于高岭土的填充,泡孔大小均匀,结构完整,吸能能力与高岭土填充的硫化胶相近。CBp与SiC并用能很好提升橡胶导热性能。热解炭黑的改性部分,本着成本低、易操作、可工业化的原则,采用偶联剂偶联剂干法改性、石油醚改性、研磨改性和原位生成改性。研究表明,Si-69改性、石油醚改性,和研磨改性可以有效的提高热解炭黑对橡胶的补强性能。原位生成ZDMA当ZDMA/CBp/DCP为8/40/1.8phr时丁苯橡胶达到最佳机械力学强度。