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废纸中含有大量的纤维素,是一种优良的纤维素资源,可用来制备环境友好、生物可降解的纳米微晶纤维素,并用来部分替代炭黑补强橡胶,从而减少依赖于石油的炭黑用量,实现资源的可持续利用。本论文以废纸为原材料,通过NaOH碱解和H2SO4酸解制备了纳米尺寸的棒状废纸纳米微晶纤维素(Wastepaper nanocrstalline cellulose,缩写为PNC)。固定填料总量为45phr,研究PNC替代炭黑(Carbon Black,缩写为CB)量分别为0、5、10、15、20phr时对天然橡胶(Natural Rubber,缩写为NR)性能的影响,并与45phr CB补强NR的性能进行对比。结果表明:PNC的加入能够减弱体系的Payne效应,使填料在基体中得到较好的分散,并改善胶料的加工性能,同时PNC对体系的硫化速率影响不大。PNC替代CB量不超过10phr时,基本保持甚至略高于45phr CB补强NR的力学性能,复合材料的抗滚动阻力以及抗湿滑性和降解性均得到改善;同时明显降低了复合材料的生热,对复合材料的耐磨耗性及抗屈挠龟裂性能影响不大。研究了粘合剂RH对NR/PNC/CB复合材料性能的影响。结果表明,RH的加入,增强了填料与基体间的相互作用,促进了体系的硫化反应,Payne效应进一步减弱,加工性能进一步改善;PNC替代CB不超过15phr时,NR/PNC/CB复合材料的力学性能及耐磨耗性能基本保持或略高于45phr CB补强NR的性能,复合材料的压缩生热明显降低,滚动阻力、抗湿滑性和热稳定性略微降低;RH的加入能够改善NR/PNC/CB复合材料的吸水性。研究了环氧化天然橡胶(Epoxidized Natural Rubber,缩写为ENR)对NR/PNC/CB复合材料性能的影响,结果显示,ENR有促硫化作用,还可改善材料的热稳定性能。当PNC替代CB量不超过15phr时,力学性能基本保持甚至高于45phr CB补强NR的性能,并且复合材料的耐磨耗性与生热性能得到改善,滚动阻力及抗湿滑性变化不大;当PNC替代量大时,ENR的加入能够降低NR/PNC/CB复合材料的吸水率。