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本文选用天然橡胶(NR)为胎面胶基体材料,研究了多种因素对轮胎胎面胶耐切割性能的影响,并且尝试研究了两种补强填料复配方案对胎面胶耐切割性能的影响。本文的研究工作主要有以下三个部分:一、使用未补强及N330炭黑补强的NR,研究炭黑含量对天然橡胶基胎面胶力学性能的影响,研究炭黑含量和缺口对天然橡胶基胎面胶裂纹萌生和扩展的影响;二、使用纤维状的凹凸棒土(AT),进行球磨改性和通过硅烷(Si11-110)进行表面改性,并与炭黑复配协同补强NR,并研究该胎面胶的力学性能及耐切割性能。三、使用同为碳系材料的二维纳米石墨和零维纳米炭黑,研究它们对胎面胶的协同补强效应。研究结果表明:炭黑单独补强的天然橡胶基胎面胶随着炭黑含量增加,其100%定伸、300%定伸和裤型、直角撕裂的强度提高,拉伸强度变化不大,断裂伸长率下降。且炭黑含量越高,Payne效应越明显,线性黏弹性范围减少,应变放大效应的效果越明显。未添加炭黑的天然橡胶缺口拉伸实验中,可能缺口导致在应变诱导结晶之前裂纹就已经发生了扩展,所以没有“台阶”状的撕裂断口。随着炭黑含量的增加,天然橡胶复合材料的应变放大效应增强,在较小的应力就能够发生应变诱导结晶,阻碍了裂纹的扩展,产生“台阶状”断口形貌。对于50份炭黑胎面胶中,缺口深度越大,裂纹尖端应力增长速度越快,橡胶分子链的取向时间越短,“台阶状”级数减少。AT和CB协同补强胎面胶的力学性能要明显的优于CB单独补强的胎面胶,尤其是球磨改性过的AT和CB协同补强胎面胶具有最好的力学性能。球磨改性过的AT和CB协同补强胎面胶还可明显提高胎面胶的交联网络结构的稳定性,能够明显的提高胎面胶的耐切割性能。随着AT含量在复配补强胎面胶中的增加,在10份AT中出现了AT相互接触的现象,所以AT和CB协同补强胎面胶的耐切割性能在AT为4份时(AT/CB=4/46)最好。炭黑和石墨补强的胎面胶具有明显的协同效应,在CB/G=10/30时,ML最小,球状的纳米炭黑夹杂在了片层状的石墨中间,增加了石墨的分散性,石墨片的比表面积更大,吸附了更多的NR,链段平均长度减小,物理交联网络增加,非线性粘弹性提前,100%定伸,300%定伸,拉伸强度,断裂永久变形都是最大,耐切割性能最好。