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胶粉是指已硫化的废旧橡胶经过机械粉碎和打磨得到的颗粒状粉体。因此，胶粉是一种由橡胶、无机填料、硫化剂等多种助剂组成的含有交联结构的弹性体。随着经济的发展，社会经济活动产生大量的废弃橡胶。这些废弃橡胶的存在不但浪费土地资源、破坏环境、存在安全隐患，而且还不利于人类社会的可持续发展。通过将废弃橡胶制备成为胶粉，用于橡胶、塑料等基体中，有利于降低成本和废弃橡胶资源化。但是，胶粉表面性质比较特殊，只具有少量的化学反应活性。如果将胶粉直接应用到其他材料时，其与基质材料的相容性很差，往往导致复合材料性能的下降。所以对胶粉的改性研究，成为扩大胶粉的使用范围以及提高胶粉的经济附加值的关键问题。本课题组前期通过对胶粉进行溶胶-凝胶改性制备了纳米二氧化硅杂化改性胶粉，并且其应用于天然橡胶中，能明显增强胶粉与天然橡胶界面作用，改善力学性能，尤其是拉伸性能有明显提高，并且降低复合材料的磨耗。本论文在课题组前期研究工作的基础上，以硅酸钠作为前驱体，通过溶胶凝胶法制备得到具有高密度硅羟基分布的杂化改性胶粉NRP，并将具有反应性功能团的硅烷接枝到胶粉表面，分别制得了带有乙烯基和氨基硫代羧基官能团的杂化改性胶粉VRP、PIRP。并采用FTIR、热重等分析测试技术对杂化改性胶粉进行了结构表征。CPE橡胶是一种饱和橡胶，具有综合性能优良、耐热氧臭氧老化的优点，但是较高的价格与以及较差的撕裂强度，使CPE难以大规模应用。为此本论文研究了带有双键的杂化改性胶粉VRP对CPE结构与性能的影响。相对未改性胶粉（RP），VRP能与CPE基体产生物理交联和化学键合作用，增强界面作用，因此能明显提高CPE的力学性能与老化性能，尤其是撕裂性能。相比CPE纯胶，在加入30phrVRP的CPE复合材料中，撕裂性能提高了15%，老化系数从0.34降低到0.09。进一步研究发现，在体系中加入甲基丙烯酸镁，能与VRP起到协同增强体系作用。甲基丙烯酸镁在CPE硫化时不但能发生自聚，还能与CPE分子链发生接枝反应，而且能与VRP上的乙烯基产生C-C化学键键合，进一步使杂化改性胶粉参与到CPE硫化结构中，使CPE体系网络结构更加完善，有助于体系性能的提高。SBR（丁苯橡胶）是使用硫黄硫化体系的最大的通用橡胶，广泛用于轮胎、胶带、胶管、电线电缆、医疗器具及各种橡胶制品的生产等领域。本论文研究了带有氨基硫代羧基基团的PIRP改性胶粉对SBR橡胶复合材料结构与性能的影响。研究结果发现，PIRP改性胶粉与CZ硫化促进剂并用时，能对SBR橡胶起到协同硫化的作用，大大降低了硫化时间与温度。在加入30phrPIRP的SBR复合体系中，硫化温度下降至130℃，硫化时间从68min下降到23min，从而极大减少硫化反应的能耗。进一步对复合材料的加工性能、溶胀行为、热性能、动态力学性能、微观形态研究发现，PIRP胶粉的加入使表观交联密度相对增加、玻璃化温度上升，表明PIRP上的氨基硫代羧基基团在硫化时分解后能促进改性胶粉与丁苯橡胶基体间分子链的缠结，增强两相界面作用，进而提高了共混体系的力学性能。在加入30phr的PIRP时，相对于SBR纯胶，复合体系的拉伸强度提高了135%，撕裂强度提高87.4%。