结合橡胶又被称为橡胶凝胶,是橡胶内的填料与橡胶分子的相互作用而结合在一起,在常温下橡胶混合物受橡胶良溶剂的溶解后,剩余的凝胶状不容物即是结合橡胶。结合橡胶理论被认为是橡胶补强的经典理论。结合橡胶的研究对生产低磨耗,低滚动阻力的轮胎有指导意义。本文选取SBR橡胶为基体,主要研究了不同型号炭黑(N220,N330,N550,N774),特殊型号炭黑(N220)、白炭黑这些常用的补强填料于橡胶分子链相互作用而形成结合橡胶含量的规律,以及橡胶填料体系的基本力学性能和流变性能。对于SBR/炭黑体系,研究了不同粒径的炭黑在填充橡胶SBR时,结合橡胶含量变化的规律。同时,研究了加工工艺,如加工转速,加工时间,对结合橡胶含量的影响,进而研究了结合橡胶含量对橡胶性能的影响。对于SBR/白炭黑体系,研究了硅烷偶联剂Si69改性的白炭黑在不同加工工艺下对结合橡胶含量的影响以及结合橡胶含量的变化同橡胶力学性能和流变性能的关系。此外还研究了不同Si69份数改性白炭黑的SBR/白炭黑混炼胶结合橡胶含量的变化规律,以及相应橡胶的力学性能和流变性能。通过各种填料结构上的差异比较各类填料生成结合橡胶的难易以及自身在橡胶补强方面的特点。实验结果表明,结合橡胶含量随填料粒径的减小从N774的27.8%到N220的38.2%同比增加了37.4%,相应的力学性能也同结合橡胶含量的变化规律一样随填料粒径的减小从N77的21.7MPa增加到N220的30.4MPa。混炼时间和加工转速的增加也使SBR/N220混炼胶的结合橡胶的含量增加,对于SBR/炭黑体系,力学性能随加工转速的增加从20rpm的27.75MPa增加到40rpm的34.79MPa,此时结合橡胶的含量为32.5%,同20rpm时的结合橡胶含量相比增加了一倍多,之后结合橡胶含量下降的速度明显放缓,拉伸强度则降到50rpm的29.14MPa。结合橡胶含量为32.5%时,佩恩效应最明显,储能模量达到最大、tanδmax达到最小值0.82。对于不同的加工时间对SBR/N220的影响同加工转速相一致,结合橡胶含量在5分钟到15分钟时快速增加,随后增加速度放缓,甚至有少量的减少。在加工时间为15分钟时,结合橡胶含量达到最大值41.6%,力学性能达到最大值33.28MPa,佩恩效应最明显、储能模量达到最大值、tanδmax达到最小值0.82。超过15分钟后,结合橡胶含量相应的出现少量的下降,拉伸强度下降到29.44MPa,佩恩效应,储能模量开始下降,tanδmax开始增加。对于SBR/白炭黑体系,其混炼胶的结合橡胶含量在加工转速从20rpm的23.9%到30rpm的40.7%时快速增加,之后结合橡胶的含量增加速度放缓。在结合橡胶含量为40.7%时,硫化胶的力学性能达到最大值22.94MPa。佩恩效应最明显、储能模量达到最大值、tanδmax达到最小值0.92。而加工时间对混炼胶的力学性能的影响则是,混炼胶的结合橡胶含量在15分钟达到最大值43.9%,到20分钟时初相明显下降,相应的力学性能在加工时间为15分钟时升到最大值23.58MPa、佩恩效应最明显,tanδmax的值达到最小的0.88。