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202506013.pdf
文章编号： 1672-6987（2025）06-0101-10 DOI： 10.16351/j.1672-6987.2025.06.013
周子文1， 李嵩1， 谭双美1， 李昱彤1， 郭竟泽1， 辛振祥1， 赵帅1，2， 李琳1*
（1.青岛科技大学 高分子科学与工程学院， 山东 青岛 266042；2.赵氏建新集团有限公司， 浙江 宁波 315600）
摘要： 为了改善天然橡胶的抗疲劳性能，将SiO2微球（N98）添加到天然橡胶（NR）中改善其疲劳性能。通过对N98改性工艺的探索，在此基础上，采用不同的硅烷偶联剂对N98进行改性应用到天然橡胶中，并选出最优改性剂，进一步优化改性比例。系统研究了硫化胶的硫化性能、门尼黏度、硬度、拉伸强度、撕裂强度和疲劳性能等，并通过傅里叶变换红外光谱仪（FT-IR）和扫描电镜（SEM）对其改性效果进行了分析。实验结果表明：N98@KH570粉末对NR化合物的固化性能、拉伸性能和耐磨性影响不大，但可以增加门尼的黏度，降低撕裂强度，并轻微增加NR化合物的硬度；N98@KH570与NR复合后，NR的疲劳性能得到改善。相反，N98@KH560与未经处理的NR复合，NR的疲劳性能会明显降低。随着KH570与N98比例的增加，NR的抗疲劳性能逐渐得到改善。N98与KH570的质量比为10∶1，N98@KH570的载荷质量份为8份时，与未处理的N98填充NR胶料相比，NR/N9810@KH5701复合材料的耐疲劳性能提高了84.6%。综合各项性能测试得出，在N98与KH570改性比例为10∶1（质量比）时，添加在天然橡胶中，对天然橡胶的抗疲劳性能提升最大。
关键词： SiO2微球； KH570； 天然橡胶； 抗疲劳性能； 物理机械性能
引用格式： 周子文， 李嵩， 谭双美， 等. 改性SiO2微球对天然橡胶抗疲劳性能的研究［J］. 青岛科技大学学报（自然科学版）， 2025， 46（6）： 101-110.
ZHOU Ziwen， LI Song， TAN Shuangmei， et al. Study on fatigue resistance of natural rubber by modified SiO2 microspheres［J］. Journal of Qingdao University of Science and Technology（Natural Science Edition）， 2025， 46（6）： -.
Study on Fatigue Resistance of Natural Rubber by Modified SiO2 Microspheres
ZHOU Ziwen1， LI Song1， TAN Shuangmei1， LI Yutong1， GUO Jingze1， XIN Zhenxiang1， ZHAO Shuai1，2， LI Lin1（1.College of Polymer Science and Engineering， Qingdao University of Science and Technology， Qingdao 266042， China；2.Zhao Jianxin Group Co.， Ltd.， Ningbo 315600， China）
Abstract： In order to improve the fatigue resistance of natural rubber， SiO2 microspheres （N98） are added to natural rubber to improve its fatigue performance. In this paper， through the exploration of N98 modification technology， on this basis， using different silane coupling agent to modify N98 applied to natural rubber， and select the best modifier， to optimize the modification ratio. The vulcanization properties， Mooney viscosity， hardness， tensile strength， tearing strength and fatigue properties of vulcanized rubber were studied systematically， and the modification effects were analyzed by FT-IR and SEM. The results showed that N98@KH570 and N98@KH560 powders had effects on NR compounds. N98@KH570 powder has little effect on the curing properties， tensile properties and wear resistance of NR compounds， but can increase the viscosity of Mooney， reduce the tearing strength and slightly increase the hardness of NR compounds. The fatigue property of NR was improved by combining N98@KH570 with NR. On the contrary， when N98@KH560 was combined with untreated NR， the fatigue property of NR will be significantly reduced. With the increasing ratio of KH570 to N98， the fatigue resistance of NR was gradually improved. When the mass ratio of N98 to KH570 was 10∶1 and the loading of N98@KH570 was 8 parts by mass， the fatigue resistance of NR/N9810@KH5701 composite increased by 84.6% compared with the untreated NR compound filled with N98. According to various performance tests， when the mass ratio of N98 to KH570 is 10∶1， adding N98 to natural rubber can improve the fatigue resistance of natural rubber the most.
Key words： SiO2 microspheres； KH570； natural rubber； fatigue resistance； physical and mechanical properties
收稿日期： 2024-12-25
基金项目： 国家自然科学基金项目（ 51603111，51703111） ； 山东省自然科学基金项目（ZR2021ME107）；中国博士后科学基金项目（2022M721903， 2021M700553，2020M672014）.
作者简介： 周子文（1997—） ， 男， 硕士研究生. * 通信联系人.
