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脂肪酸金属皂可有效降低橡胶胶料的粘度,改善加工性能。同时还可以促进填料分散,提高混炼效率,降低能耗。本文主要探讨了绿色环保的加工助剂脂肪酸镁皂和脂肪酸钾皂对炭黑(CB)填充NR和白炭黑填充SSBR/BR橡胶复合材料加工流变性能及各项性能的影响,并与脂肪酸锌皂进行了对比。首先研究了脂肪酸镁皂用量对CB/NR复合材料性能的影响。结果表明,CB/NR胶料的密炼能耗随脂肪酸镁皂用量的增加先降低后略有升高,门尼粘度降低,松弛速率α增大;毛细管流变仪测试表明,随着脂肪酸镁皂用量增加,CB/NR胶料粘流活化能先降低后略有升高;硫化胶的邵尔A硬度、拉伸强度、耐磨性能有所降低,撕裂强度和压缩屈挠温升升高。SEM结果表明,随着脂肪酸镁皂用量增大,CB在NR基体中的分散效果逐渐改善。综合胶料的加工流变性能和力学性能,脂肪酸镁皂最佳用量为2phr。其次对比了脂肪酸锌皂、脂肪酸钾皂和脂肪酸镁皂对CB/NR复合材料性能的影响。结果表明,脂肪酸金属皂的加入,使得CB/NR胶料的密炼能耗、粘度及Payne效应降低,CB分散效果改善;CB/NR硫化胶的损耗因子增加,硫化性能、力学性能和老化性能变化不明显。其中脂肪酸钾皂对胶料加工性能改善最为明显。接着对比了脂肪酸锌皂、脂肪酸钾皂和脂肪酸镁皂对SSBR/BR复合材料性能的影响。结果表明,脂肪酸金属皂提高了SSBR/BR胶料的流动性和白炭黑的分散性,对加工性能改善效果依次为:脂肪酸钾皂﹥脂肪酸镁皂﹥脂肪酸锌皂。RPA2000和DMA分析表明添加脂肪酸金属皂后,SSBR/BR硫化胶高温下的损耗因子降低,表明脂肪酸金属皂促进白炭黑分散效果比CB更加明显,有利于降低胶料的滚动阻力。最后研究了白炭黑用量及脂肪酸镁皂对SSBR/BR胶料性能的影响。结果表明,随着白炭黑用量的增加,SSBR/BR胶料粘度增加,硬度和100%定伸应力增加,拉伸强度和撕裂强度基本不变,在高填充时略有降低,耐磨性能降低;白炭黑的分散效果随着其用量的增加而变差。此外,脂肪酸镁皂使得填充不同白炭黑用量的SSBR/BR硫化胶的比热容降低,热扩散系数、导热系数和疲劳温升增加,中心温升测试值与理论值的误差为10%左右,表明可以用SSBR/BR硫化胶在动态屈挠过程中的生热及导热性能来估算其中心温升值。