炭黑对橡胶制品的补强性能,自发现之日起,国内外就未曾间断过研究。传统方法对炭黑补强性的研究,都是在机械法的基础上,通过对硫化胶的性能研究来推测炭黑的补强性以及其补强机理。这种研究方法的优点是工艺成熟,结果稳定;而缺点则是样品制备过程较繁琐,引入比较大的实验误差。本文采用超声波法制备炭黑与天然胶乳的共混物,然后经过乳液共附聚及干燥过程制备出共混物胶膜,进而对共混物进行拉伸性能、SEM、TGA等性能测试,研究低炭黑含量下的补强性能;再利用传统机械法制备出高炭黑含量的混炼胶及硫化胶,对胶料的加工特性、硫化胶的物理机械特性以及动态疲劳特性进行研究,综合分析两种研究方案下的实验结果,研究炭黑在不同含量下对天然胶的补强性。按上述两种方案研究粒径结构度相同,表面能不同的炭黑的补强性。结果表明,N234炭黑经过不同温度处理不同时间后,表面能增加,在处理1h时表面能增加不大,处理6h后表面能差距明显。随着炭黑表面能的增加,炭黑的补强效果变差,对橡胶大分子的吸附力降低。炭黑的表面能不同引起的分散性差异较小。而炭黑表面能对硫化胶的拉伸性能有较大的影响,主要表现在伸长率和定伸应力上,其中伸长率明显增加,定伸应力下降,耐磨性也下降,压缩生热及动态压缩永久变形影响也较大,其他物理机械性能差异则较小。采用相同的方法研究结构度不同对炭黑补强性的影响。结果表明,粒径相同时,结构度越低的炭黑在天然胶乳中更容易吸附团聚,分散性变差,天然胶膜的伸长率更高,定伸应力更小,而拉伸强度相差较小。除此之外,结构度较低的炭黑样品,在混炼胶胶膜中ML、MH先降低后上升,MH-ML减小,交联程度降低;焦烧时间有先延长后缩短的趋势,工艺正硫化时间有先缩短后延长的趋势。在炭黑比表面积较小时,这种变化趋势不明显,在炭黑比表面积较大时,变化趋势明显。在炭黑比表面积和用量相同时,随炭黑结构度降低,NR硫化胶的拉伸强度变化不大,撕裂强度有上升的趋势,但变化不大;定伸应力明显降低,伸长率明显增大;硬度、回弹性有降低趋势,耐磨性变差,压缩永久变形增大,压缩生热及动态压缩永久变形增大。除此之外,炭黑结构度对NR硫化胶的抗湿滑性及滚动阻力影响较小。在对粒径对炭黑补强性影响的研究实验中发现。在炭黑用量和结构度相同时,比表面积高的炭黑在天然胶乳中更容易吸附团聚,分散性差,含有高比表面积炭黑的胶膜拉伸强度低,伸长率大,定伸应力小。在炭黑用量和结构度相同时,比表面积高的炭黑混炼胶ML高,MH小,硫化速度快,硫化时间短。比表面积对硫化胶的拉伸强度、硬度影响较小,比表面积增加,硫化胶的伸长率增加,定伸应力减小,但是变化值均较小。耐磨性有变好的趋势,冲击弹性有下降的趋势,而压缩永久变形逐渐变大,且差异较明显。除此之外,炭黑粒径对NR硫化胶的抗湿滑性及滚动阻力影响较小。