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炭黑和白炭黑是橡胶工业常用的无机补强剂,炭黑能赋予橡胶优异的补强性和良好的耐磨性,白炭黑则能赋予橡胶较低的滞后生热。炭黑和白炭黑共同补强的橡胶兼具二者的优势,常用来制备高性能橡胶制品。但无机填料尤其是白炭黑粒子与橡胶基体相容性差,混炼过程中难以分散均匀,影响制品性能。因此,如何提高炭黑、白炭黑与橡胶基体的相容性,是实现胶料乃至产品高性能的关键。在橡胶行业中,一般采用硅烷偶联剂对炭黑或白炭黑表面进行改性,但现有的硅烷偶联剂不能同时实现对炭黑、白炭黑和橡胶的共同改性。基于此,本论文设计并合成了一种多功能硅烷偶联剂2-氨乙基-2-（3-三乙氧基硅丙基）氨乙基二硫化物（ATD）,其分子中同时含有氨基、三乙氧基硅基和二硫键,可同时对炭黑和白炭黑的表面进行改性,并可参与橡胶交联反应。因此,ATD可用作炭黑和白炭黑共同补强异戊橡胶的改性剂,为高性能橡胶制品的研制奠定了基础。本论文主要研究内容如下:（1）以胱胺和γ-氯丙基三乙氧基硅烷为原料,通过取代反应合成了多功能硅烷偶联剂ATD。（2）采用机械共混和/或溶液共混分别制备了ATD改性异戊橡胶（ATD-IR）、ATD同时改性异戊橡胶/炭黑（ATD-（IR/CB））和ATD改性炭黑（ATD-CB）。研究结果表明,在溶液共混法制备的ATD-IR和ATD-CB中,ATD的接枝率分别为4.0 wt%和3.2 wt%。而在机械共混法制备的ATD-IR中,ATD的接枝率也可达到4.7 wt%,说明ATD可分别与异戊橡胶和炭黑发生化学反应。同时FTIR和XPS研究结果证实,ATD分子中的S-S基团可与异戊橡胶反应生成C-S键;而氨基和三乙氧基硅基则可分别与炭黑表面的羧基和羟基反应生成酰胺键和Si-O-C键。此外,ATD和炭黑之间还存在氢键相互作用。在机械共混法和溶液共混法制备的ATD-（IR/CB）中,其结合橡胶含量可分别达到0.744 g/g和0.869 g/g,再次证明ATD可同时与异戊橡胶和炭黑发生化学反应。正是由于此原因,ATD改性炭黑补强异戊橡胶（ACBIR）的硫化速率加快,交联密度得以提高,同时炭黑在橡胶基体中的分散性明显改善。改性后硫化胶的回弹、压缩永久变形、耐磨性、蠕变和动态性能均得到提高。实验结果表明,当IR/ATD/CB的质量比为100/1.5/37时,胶料的综合性能最佳。（3）采用机械共混和/或溶液共混法分别制备了ATD同时改性异戊橡胶/白炭黑混合物（ATD-（IR/Si O2））和ATD改性白炭黑（ATD-Si O2）。研究结果表明,在溶液共混法制备的ATD-Si O2中,ATD的接枝率可达到5.6 wt%。这主要归因于ATD分子中的三乙氧基硅基与白炭黑表面的硅羟基之间的缩合反应以及二者之间的氢键相互作用。而在机械共混法和溶液共混法制备的ATD-（IR/Si O2）中,白炭黑结合橡胶含量可分别达到0.608 g/g和0.586 g/g。这一结果也说明ATD可同时与异戊橡胶和白炭黑发生化学反应。基于此原因,ATD改性白炭黑补强异戊橡胶（ASi IR）的硫化速率加快,交联程度得以提高,同时白炭黑在橡胶基体中的分散性明显改善。改性后胶料的拉伸强度、撕裂强度、回弹性、压缩永久变形、耐磨性、蠕变和动态性能等均得到显著改善。当IR/ATD/Si O2质量比为50/2/25时,白炭黑补强异戊橡胶的综合性能最佳。（4）采用机械共混和/或溶液共混法分别制备了ATD改性炭黑/白炭黑/异戊橡胶（ATD-（IR/CB/Si O2））和ATD同时改性炭黑/白炭黑混合填料（ATD-（CB/Si O2））。对于溶液共混法制备的ATD-（CB/Si O2）样品,FTIR和XPS分析结果证实ATD的三乙氧基硅基优先与白炭黑表面的硅羟基反应,而氨基则和炭黑表面的羧基反应;因此两种填料表面ATD的接枝率提高到了5.0 wt%。而在机械共混法和溶液共混法制备的ATD-（IR/CB/Si O2）胶料中,其结合异戊橡胶含量也可分别提高到0.698 g/g和0.818 g/g。此外,在采用机械共混法制备ATD改性炭黑/白炭黑补强异戊橡胶（ACSIR）过程中,本文对胶料的工艺性能进行了详细研究,同时对ACSIR的物理性能也进行了系统研究。实验结果表明,当ATD/IR/CB/Si O2的质量比为3/100/20/30时,胶料的综合性能最佳。（5）将ACSIR胶料用于试生产剪切压缩型橡胶金属减振弹性元件（SCRMEC）,并与未改性胶料（Un CSIR）和商业化硅烷偶联剂Si69改性炭黑/白炭黑补强异戊橡胶（SCSIR）试制的SCRMEC对比。结果表明,与Un CSIR胶料相比,SCSIR胶料的拉伸性能、回弹性、压缩永久变形、蠕变性能以及疲劳性能均得到大幅提高。与SCSIR胶料相比,ACSIR胶料的拉伸强度、压缩永久变形和热老化性能更优。相较于SCSIR胶料试制的SCRMEC,基于ACSIR胶料的SCRMEC的滞回宽度、动静刚度比和抗蠕变性能等关键性能更佳,表明ACSIR胶料更适宜用于高性能减振弹性元件的制造。