不同微孔结构二氧化硅粉体填充三元乙丙橡胶的力学性能及Mullins效应

作者：郭文君; 刘璐; 刘付永^*; 余雯雯; 贾兰; 何宏伟; 朱凤博; 郑强^*

来源：Acta Polymerica Sinica, 2023, 54(08): 1241-1252.

• 二氧化硅粉体
• 粒子微孔结构
• 橡胶补强
• 力学性能
• Mullins效应

研究了不同微孔结构，粒径相当的二氧化硅气凝胶(AS)、气相法白炭黑(FS)和球形二氧化硅(SS)填充补强三元乙丙橡胶(EPDM)硫化胶的力学性能和Mullins效应.研究发现，具有3倍多于FS比表面积和孔隙体积的AS补强EPDM效果更好，补强后硫化胶拉伸强度比纯EPDM提高928%，比FS/EPDM高4.3%;AS补强后硫化胶的撕裂强度比纯EPDM提高411%，比FS/EPDM提高65.5%. SS对硫化胶力学性能基本没有提高. AS和FS在补强EPDM方面表现出了类似的机理，两者在EPDM中聚集形成了分形维数相近(1.75～1.80)、具有自相似结构的团簇，通过范德华吸附作用吸附在团簇孔隙和表面的结合橡胶将团簇与EPDM分子链段连接共同构筑起三维物理交联网络，起到高效补强效果；结合胶的含量强烈依赖于填料的比表面积和孔隙体积，并决定了三维物理交联网络的强弱，因此AS在补强EPDM方面表现出了更为出色的效果.

• 单位
  浙江大学; 太原理工大学