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出于车辆安全性、节能性、耐久性以及环保性等的考虑,需要发展同时拥有优良的抗湿滑性能、低滚动阻力和高耐磨性能的环保轮胎胎面胶材料。本文围绕胎面胶材料的结构与性能研究做了如下工作：1、丁苯橡胶是用量最大的合成橡胶,在胎面胶中有着广泛的应用,其分子链组成是影响最终材料性能的基本因素之一。本文结合实验手段和分子模拟手段对比研究了三种结合苯乙烯含量不同的丁苯橡胶样品,依据核磁共振波谱测定的样品共聚组成分别建立了三种丁苯橡胶的全原子分子模拟模型,通过分子动力学模拟计算了模型的自由体积、均方位移、内聚能密度和玻璃化转变温度,模拟得到的自由体积随样品苯乙烯结合量的增加而减小,与实验规律一致；模拟计算的玻璃化转变温度与通过动态力学热分析仪测定的结果相符。此外,对模拟计算的Fsim和动态力学热分析仪测定的样品0℃和60℃下的损耗因子值进行了线性拟合,以尝试建立模拟的微观结构特征和实验的宏观性能间的联系,以期为胎面用丁苯橡胶的结构设计提供理论指导。2、随着对轮胎环保性要求的日益重视,胎面胶材料的环保化势在必行。本文针对环保型的中结合苯乙烯含量SBR1756新产品,研究了配方中炭黑和硫磺用量对制品基本性能的影响,以期为该品种在高性能环保轮胎胎面材料中的使用提供配方参考。3、本文综合运用红外光谱、13C-核磁共振波谱、热分析以及电子显微镜等手段剖析了几种未知成分的胎面胶成品的组成,得到了样品基体组成、补强情况、硫化特性等基本性质,并初步分析了它们与材料性能间的关联,有望为硫化胶的组成剖析及胎面胶的配方设计提供一些借鉴。4、废旧轮胎等橡胶制品的再生利用是保护环境和节约资源的需要,本文利用分子模拟研究了橡胶再生助剂再生油在橡胶中的扩散情况。建立了环己烷分子和聚异戊二烯分子链的全原子分子模拟模型,通过分子动力学模拟发现环己烷在聚合物基体中的扩散系数随温度的升高而增大,且在400 K以上这一趋势更加明显,但受压力影响较小；体系自由体积变化规律与扩散系数相似。通过模拟计算的扩散系数变化规律与实验趋势符合。