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大粒径炭黑（指原生粒径在50 nm以上的炭黑）作为一种传统的碳材料,因其具有粒径较大,优异的填充性以及一定的补强等性能而被广泛地应用在非轮胎橡胶制品等方面,但有关大粒径炭黑的基础研究少有报道。本文选取三类典型的大粒径炭黑为研究对象,第一类为传统的N系列炭黑（如N550N990）,其比表面积较低,结构度较低;第二类为近年出现的喷雾炭黑（简称PW）,以大粒径、高结构著称,应用于一些特殊用途胶管补强;第三类为四川轻化工大学自制的一种新型炭黑（简称NCB）,其同样具有大粒径,低的比表面积以及高结构的性能;本文旨在探究上述三类炭黑的形貌和结构,以及在天然橡胶（NR）中的微观分散程度,有助于从微观尺度搞清楚大粒径炭黑对橡胶的增强作用以及改善加工性能,特别是解释后两种大粒径炭黑在保持橡胶良好弹性的同时仍然具有一定补强性的原因。本文通过原子力显微镜（AFM）对N550、N660、N770、N880、N990以及喷雾炭黑（PW）等六种大粒径炭黑的微观形貌、结构进行表征,分析了炭黑形貌及结构对NR性能的影响;通过统计并分析炭黑在橡胶中的的分散程度,研究了微观分散与拉伸强度及结合胶含量的关联性;采用FT-IR、XRD、SEM、TEM以及AFM对改性前后的NCB炭黑微观结构和表面性质进行了研究,结果表明:（1）炭黑不同,聚集体的形貌各不相同;粒径越小的炭黑对橡胶的增强作用越好,炭黑的结构对橡胶的增强作用更明显。（2）炭黑的分散性研究发现,粒径大的N880和N990结构度系数在0.9左右的分布率最大,在0.3左右的分布率最小,而N550和PW却与其相反;当选区范围为2000 nm×2000 nm时,橡胶中炭黑的分散指数与结合胶含量、结构度系数与拉伸强度的相关性达到最大,并且随着分散指数增大结合胶含量降低,结构度系数增大拉伸强度减小。（3）碱热处理后的NCB炭黑颗粒的比表面积扩大了约40倍,吸碘值为669g·kg-1,表面出现了类石墨烯片层结构,粗糙度变大、结构变低;N-NCB/NR复合材料的tanδ峰值为1.680,NCB/NR复合材料的tanδ峰值为1.227。