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四针状氧化锌晶须(T-ZnOw)是晶须家族中目前发现的唯一具有规则三维空间结构的多功能无机晶体材料。由于其独特的空间四针状结构以及特有的半导体、压电、吸波等特性，作为结构材料、功能材料在高分子复合材料中有着广阔的应用前景。本文以研制铁路用轨枕下减震橡胶垫板的目标为导向，首先选取天然橡胶(NR)作为减震橡胶垫板的主体材料，初步研究了以NR为主体的橡胶垫板的配合体系和制备工艺，制备了具有一定物理机械性能的天然橡胶垫板，然后研究了改性前后T-ZnOw对天然橡胶垫板物理机械性能影响，为铁路用轨枕下新型减震橡胶垫板的研制，积累了相关基础性数据。在研究过程中，取得了以下阶段性结果：
(1)对以NR为主体的橡胶配合体系进行了选择和设计(配方设计)，制备了具有一定物理机械性能的天然橡胶垫板。通过对硫化胶制品的物理机械性能的测试，研究了不同的补强填充体系和硫化体系对硫化胶物理机械性能的影响。最终得到一种较理想的配方，其硫化胶的物理机械性能基本满足T-ZnOw掺杂天然橡胶垫板实验的要求。
(2)采用湿法表面化学改性技术，用硅烷类偶联剂KH-570对T-ZnOw表面进行改性。通过正交实验设计确定了用硅烷类偶联剂KH-570对T-ZnOw改性的最佳条件，采用TEM、活化指数、接触角测定等手段进行了表征和评价。结果表明，当偶联剂用量为3％，PH值为6，搅拌时间为2小时，室温(20℃)水解时间为1小时，反应温度为65℃时，对T-ZnOw表面改性效果最好，达到了对晶须表面改性的预期目的。
(3)通过热压成型工艺制备了T-ZnOw/NR复合材料，研究了改性前后T-ZnOw的掺杂对复合材料拉伸性能、扯断伸长率、硬度、磨耗等物理机械性能的影响，并用扫描电子显微镜(SEM)观察了该复合材料磨耗后的表面形貌，发现经偶联剂处理后的T-ZnOw与天然橡胶基体间存在着较好的界面结合，改性后的T-ZnOw对提高橡胶材料的耐磨性能有更好的效果。通过优化，最后得到一种T-ZnOw/天然橡胶垫板，其硫化胶的物理机械性能较理想：硬度≥73(绍尔A)，拉伸强度≥20MPa，扯断伸长率≥330％，磨耗减量≤0.4，均满足相应的国家标准。