天然橡胶(Natural rubber,简称NR)是一种清洁可再生战略资源,目前仍是不可替代的,已经广泛被用于社会生活的各种行业。虽然其性能优异,但NR的耐臭氧老化性能较差,这极大的限制了橡胶制品使用范围和使用寿命。目前对NR性能与臭氧老化的研究从未间断也层出不穷,非胶组分对性能的影响研究也颇为深远,在以往研究中也充分体现出非胶组分中的蛋白质和丙酮溶物是“天然防老剂”。经过对天然橡胶性能与非胶组分的以往的研究分析,发现主要非胶组分与性能之间存在因果关系。通过减少非胶组分中“单一因素”的含量检测对性能的影响,是目前研究的主要途径。而NR“多因素多水平”的研究受传统设计方法的较多实验次数的影响,使大多数科研人员望而却步如:正交试验设计方法。因此在NR“多因素多水平”的研究十分缺乏,因素之间的相互影响没有理论基础,因素对性能的预测、调控与调优等不能得到充分应用。因此本次研究采用合适的实验次数就能得出一组均匀且随机性的数据,这些数据却能体现“多因素多水平”影响的均匀试验设计方法。本文采用均匀试样设计方法通过外加蛋白质与丙酮溶物,对主要非胶组分与NR臭氧老化性能的影响进行试验,并建立回归分析模型进行探索性研究。研究发现:NR的臭氧老化会出现明显的臭氧老化层与未老化层,橡胶老化后的物理机械性能主要由未老化层提供。外加蛋白质与丙酮溶物的含量较少时与NR相容性较好;当加入量太大后,在NR内易团聚结核对性能破坏较大。外加蛋白质与丙酮溶物对NR的力学性能的影响差异较大,当蛋白质添加量未超过橡胶中蛋白质饱和量时对力学性能的影响较小,而丙酮溶物能在一定程度上提高力学性能。外加蛋白质与丙酮溶物对NR耐臭氧老化均有一定程度的改善,两种因素同时作用的效果明显优于单一因素。经过红外分析发现,蛋白质与丙酮溶物相互影响较小,相对于橡胶分子均能与臭氧反应激烈,它们使NR受臭氧的攻击得到充分延缓,对NR耐臭氧老化性能的提高有明显作用。通过对均匀试验设计方法得出的结果建立回归分析模型,发现“两因素”(蛋白质和丙酮溶物)对力学和臭氧老化性能的影响存在正相关性,有显著的因果关系。①“两因素”对NR力学性能进行回归分析,得出最优回归方程:y=-2.9361+34.9462*x1+16.6204*x2-15.6706*x1*x2+2.0951*12-1.9198*x22,并且预测出最优力学性能:氮含为0.19%、丙酮溶物含量为3.53%,拉伸强度最大值为27.89MPa。②“两因素”对NR臭氧老化性能进行回归分析,得出最优回归方程:y=-132.425+595.7924*x1+55.44496*x2-26.0793*x1*x2-817.13*x12-5.8934*x22,预测出最优耐臭氧老化条件:氮含为0.30%、丙酮溶物含量为4.04%时,得到拉伸强度保持率为68.67%。