橡胶隔膜长期在交变载荷、高温、腐蚀性介质等恶劣工作环境下服役,极易发生磨粒磨损、粘着磨损、疲劳磨损和机械化学降解磨损。磨损失效是大型机械设备中橡胶材料的常见失效形式,橡胶材料的磨损受许多因素的制约,不仅包括橡胶材料硬度、拉伸强度等自身性能因素,还取决于载荷、环境温度等外界因素。橡胶隔膜的磨损是一个复杂的过程,研究其摩擦磨损状态、失效形式和机理对于提高橡胶产品的耐磨性、延长大型机械设备的使用寿命具有一定指导意义和经济效益。本文以橡胶隔膜为研究背景,以提高橡胶隔膜的耐磨性为最终目标,以丁腈橡胶为研究对象,研究不同氧化锌(普通氧化锌、纳米氧化锌、改性纳米氧化锌)对丁腈橡胶耐磨性的影响。运用X射线衍射(XRD)、电子探针显微(EDS)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)等多种表征方式分析氧化锌在丁腈橡胶中的组织、形态和分布。并运用多种试验方法从力学性能(拉伸强度、定伸应力、断裂伸长率、硬度)、硫化特性参数、交联密度、摩擦系数、磨损量等方面进行丁腈橡胶性能测试和耐磨性研究。首先分析橡胶隔膜磨损行为,包括磨损过程、磨损机理以及分子链断裂过程。橡胶隔膜持续收缩和扩张容易疲劳磨损,这一过程分为三个阶段存在六种形貌,橡胶隔膜分子链断裂过程分为四个阶段,其中对橡胶隔膜失效影响最大的是机械外力作用和水解反应。接着对不同氧化锌丁腈橡胶的本征性能进行表征,最后对比改性/未改性氧化锌丁腈橡胶性能,进行胶料磨损表面表征与分析。重点研究氧化锌在丁腈橡胶中的组织形态对其耐磨性的影响,总结出氧化锌和胶料耐磨性的关系。为了确定氧化锌在丁腈橡胶中的最佳添加量,测定不同用量氧化锌胶料的硫化特性曲线,每100份丁腈橡胶中加入5份氧化锌时胶料综合性能较好。对添加不同氧化锌的丁腈橡胶进行EDS分析时,发现纳米氧化锌在胶料中具有明显的团聚倾向,为此提出对纳米氧化锌进行改性处理,选择合理的表面改性方法(表面包覆改性)、改性剂(硅烷偶联剂KH550),分析表面包覆法的改性机理:硅烷偶联剂在水解缩合的同时与氧化锌发生接枝反应。研究了三种不同氧化锌丁腈橡胶的磨损:普通氧化锌胶料磨损最严重,存在严重的磨粒磨损和粘着磨损,纳米氧化锌胶料次之,改性纳米氧化锌胶料磨损最轻,为轻微的磨粒磨损未见粘着磨损。说明经过改性处理的纳米氧化锌,能够提高丁腈橡胶的耐磨性。