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本工作通过改变填料用量和橡胶并用比,采用动态力学分析仪、透射电子显微镜、介电松弛频谱仪、电子拉力机等表征测试手段,分别研究了白炭黑、碳纳米管和炭黑等补强性填料在天然橡胶(NR)/丁腈橡胶(NBR)并用胶中的偏析行为,并考察了填料偏析对NR/NBR并用胶物理机械性能的影响,以及加入第三组分丁苯橡胶(SBR)对炭黑在NR/NBR/(SBR)并用胶中偏析行为的影响规律。实验结果表明,不同的填料在同种并用胶中(NR/NBR)具有不同的偏析规律。白炭黑在NR/NBR并用硫化胶中易偏析于天然橡胶相,偏析比例几乎不受填料用量的影响,但随着橡胶并用比的变化形成不同的介观结构。在NR/NBR为25/75的并用胶中,白炭黑偏析于NR相,两者共同形成团聚结构;在NR/NBR为50/50的并用胶中,白炭黑偏析于NR相,二者共同组成带状结构;在NR/NBR为75/25的并用胶中,白炭黑在NR相中均匀分散。对于NR/NBR为25/75的并用胶体系而言,Payne效应最强(白炭黑20phr-40phr),增强效果最低,拉断伸长率和拉伸强度最低;NR/NBR为75/25的并用胶体系Payne效应最弱,增强效果最好(白炭黑40phr时),拉断伸长率和拉伸应力-应变滞后损失(白炭黑40phr时)均最大。碳纳米管在NR/NBR并用胶中的偏析行为主要受橡胶并用比的影响。并用橡胶中天然橡胶含量为10phr、30phr、50phr时,碳纳米管更易分布于NBR相中,并呈现团聚卷曲分布状态;天然橡胶含量为70phr、90phr时,受丁腈橡胶相域尺度的限制,CNT跨越NBR和NR两相,且与天然橡胶的分子链形成缠结结构,据此提出“岛相共补强结构”模型。随着NR/NBR并用胶中天然橡胶相含量的增加,其硫化胶的Payne效应、低频电导率值、拉伸应力-应变滞后损失、拉断伸长率和拉伸强度等均呈现先增大后减小的规律。在NR/NBR并用胶中加入丁苯橡胶(SBR)明显影响了炭黑的偏析行为及其硫化胶性能。加入SBR后,原本偏析于NBR相中的部分炭黑聚集体分布到丁苯橡胶相中,使得丁腈橡胶相中炭黑的相对含量减少。与NR/NBR并用胶体系相比,NR/NBR/(SBR)并用胶体系的Payne效应降低、低频电导率减小,并同时增大了体系的拉断伸长率和拉伸强度。