不同氧化锌对天然橡胶疲劳性能影响的研究

氧化锌在橡胶配方中的作用
在制作轮胎上主要起到起到促进助剂的作用，活化促进进的性能，提高硫化效率，在配方中使用量约为1~5%。

起到促进助剂的作用，活化促进进的性能，提高硫化效率，在配方中使用量约为1~5%，每个轮胎都需要，具体需求量。

氧化锌是橡胶和轮胎工业必不可少的添加剂，也用作天然橡胶、合成橡胶及胶乳的硫化活性剂和补强剂以及着色剂
活性氧化锌具有良好的活化性能，如某化工生产的氧化锌，在橡胶制品中得到了越来越广泛的应用，如在V型带中不仅能等量代替普通的氧化锌，且能减少1/2—1/3的用量，使橡胶的各种性能指标稳定，硫化性能不受影响，降低了生产成本替代橡胶产品中间接法氧化锌的使用，与单用氧化锌相比，除以上并用优点外还有显著的以下优点：
1、T10长，T90短，改善混炼胶料的焦炼时间，提高胶料加工安全性，缩短硫化时间，提高生产效益。

2、兼NBR抗老化剂的性能。

3、提高的耐油性能。

4、硫化胶的物理性能也得到提高。

5、明显降低胶料成本，高产提效品益。

氧化锌的作用—在橡胶中的作用The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020氧化锌的作用——在橡胶中的作用氧化锌是天然胶乳的活性剂。

有时也用作补强剂和着色剂。

按其生产方法不同可分为、、三种。

它是橡胶工业最重要的无机活性剂，加入胶料不仅能加快硫化速度，还能提高交联度。

对噻唑类、次磺酰胺类、胍类、秋兰姆类促进剂有活化作用。

广泛用于各类橡胶制品，尤其是用于透明橡胶制品和与食物接触的制品。

工业生产的氧化锌有50%流向橡胶工业。

和作为橡胶硫化的重要反应物，是橡胶制造的原料之一。

氧化锌和硬脂酸的混合加强了橡胶的硬化度。

氧化锌也是汽车轮胎的重要添加剂。

除了硫化作用，氧化锌能大大提高橡胶的热传导性能，从而有助于轮胎的散热，保证行车安全。

氧化锌添加剂同时也阻止了霉菌生物或紫外线对橡胶的侵蚀。

⑴．氧化锌在橡胶轮胎行业中作用（高级黑色及深色橡胶轮胎、子午线轮胎）：提高产品的导热性能、耐磨性能、抗撕裂性能、拉伸强度等项指标，并可节省用量30%左右。

⑵. 氧化锌在橡胶制品中作用：①主要用作橡胶的补强剂，以使橡胶具有良好的耐腐蚀性、抗撕裂性和弹性、伸长率。

②用于橡胶硫化工艺的促进剂，是多功能橡胶配合剂，主要用于天然胶、合成胶、胶乳的硫化活性剂兼补强剂。

③用作硫化活性剂时，在胶料中分布均匀，与硫化氢的接触面积大，进行界面反应机遇较大，再加上本活性氧化锌产品有活性物质的助催化作用，使氧化锌转化为硫化锌的转化率高。

④作为硫化氧化剂，其作用是提升促进剂活性，减少促进剂的用量，缩短硫化周期。

⑤能加快硫化速度，提高硫化胶的导热性，使硫化更彻底。

⑥在橡胶行业中，特别是透明橡胶制品生产中，活性氧化锌是极好的硫化活性剂。

⑶. 氧化锌在合成橡胶中作用：作活化剂，硫化促进剂和补强剂，且有着色作用。

促进橡胶的硫化、活化和补强、防老化作用，能加强硫化过程，提高橡胶制品耐撕裂性、耐磨性。

不同硫化活性剂氧化锌对胎侧橡胶性能的影响摘要:研究了不同氧化锌对胎侧胶料性能的影响｡通过对比分析氧化锌和纳米氧化锌的粒径､比表面积､小尺寸效应､界面效应､隧道效应等特性,发现纳米氧化锌对次磺酰胺类促进剂的吸附作用大｡结果表明,加入纳米氧化锌的胶料硬度､门尼粘度､t5､t90等均有提升,定伸应力､拉伸强度､炭黑分散度提升较多,胶料整体性能提升,胎侧屈挠龟裂数据提升｡关键词:氧化锌;轮胎;胎侧胶;性能目前在橡胶工业中应用最多的氧化锌品种是间接法氧化锌,其纯度约为99.17%,粒径为0.110~0.127μm,比表面积较小,活性较低,用量为3~5份即对硫化有充分的活化作用｡而通过化学法生产的纳米氧化锌,其粒径约为0.01~0.08μm｡随着氧化锌粒径减小,表面结构发生变化,表现出小尺寸效应､界面效应和量子隧道效应｡采用纳米氧化锌可以降低氧化锌用量,并保证高活性｡氧化锌在橡胶中的混入时间与其比表面积和结构性密切相关｡混炼时虽然极易混入,但分散困难,易产生胶料凝胶等问题｡纳米氧化锌因具有大比表面积和界面效应等,使其高活性的表面极易凝聚,这必然影响其分散性｡通过合理优化混炼工艺､制备母炼胶､调整加料顺序等,以提高其在胶料中的分散性｡以纳米氧化锌等量替代间接法氧化锌,可不同程度地提高胶料的门尼粘度和最小转矩ML,说明纳米氧化锌的表面结构对橡胶大分子链的物理吸附和化学吸附作用较强｡1实验1.1材料20#天然橡胶,马来西亚进口;顺丁橡胶,BR9000,齐鲁石化;炭黑N660,卡博特公司;环保油,汉圣石化(宁波)有限公司;硬脂酸,益海嘉里投资有限公司;微晶蜡,莱茵化学(青岛)有限公司;间接法氧化锌,淄博海顺锌业有限公司;纳米氧化锌,江苏万祥锌业有限公司;防焦剂CTP,山东阳谷华泰;促进剂NS､硫黄,山东尚舜化工有限公司;外观改良剂FC609,泉州市华翔化工贸易有限公司｡1.2实验配方基本配方(质量份):20#天然橡胶,40;顺丁橡胶BR9000,60;环保油V700,14;炭黑N660,55;硬脂酸SAD､微晶蜡,2.5;防老剂4020,3;外观改良剂FC609,0.4;间接法氧化锌,3;促进剂NS､硫黄､防焦剂CTP等总份数4.3｡1.3主要设备与仪器BB-2型小密炼机，日本KOELCO公司； XK-150型开炼机, 湛江机械厂；XLB-D型平板硫化机,湖州宏侨橡胶机械有限公司；门尼粘度仪MV2000,美国阿尔法公司;硬度计GT-GS-MB,高铁检测仪器有限公司｡1.4胶料试样制备及测试小配合试验在小密炼机中先进行母胶的混炼,再在开炼机上进行终胶加硫化剂｡一段在BB-2型小密炼机中进行混炼,加料顺序为:设备预热到60℃,加入生胶→促进剂､微晶蜡､硬脂酸等小料→炭黑→环保油→下料;母炼胶料停放4h后加硫化剂,二段开炼机辊距2.5mm,混炼顺序为:一段母胶→硫黄､促进剂､防焦剂等小料→下片｡试验工艺为SSM低温一步法炼胶工艺,生胶与母胶小料在密炼机中初步混炼后,取出混炼胶在XK-150型开炼机上混炼720s,下片完成混炼全过程｡2结果与讨论2.1氧化锌对比分析结果表１间接法氧化锌检测结果表２纳米氧化锌检测结果表1､表2为氧化锌对比分析结果｡为选取市售“间接法氧化锌和纳米氧化锌”,每种氧化锌分别取三个批次进行数据检测从表1和表2可以看出,间接法氧化锌和纳米氧化锌三个批次各项检测数据比较稳定,检测数据均在标准范围之内,但纳米氧化锌的筛余物(45μm)mg/kg较高,超出标准｡2.2小配合实验2.2.1小配合实验方案如表3所示,对胎侧胶配方进行调整｡纳米氧化锌2.5份替代间接法氧化锌3.0份,配方原组分保持不变｡表３胎侧配方体系氧化锌替换前后对比2.2.2小配合试验胶料性能分析添加纳米氧化锌生产的胎侧胶料t5和t90相对较长｡与间接法氧化锌相比,纳米氧化锌的粒径小､比表面积大,对次磺酰胺类促进剂的吸附作用大,因此对胶料的门尼焦烧有延迟性,焦烧时间延长约2.2%,提高了胶料的加工安全性｡胶料的硫化速度取决于活动性较大或局部自由度较大的大分子链,纳米氧化锌的加入迟滞了橡胶大分子链的运动性,降低了大分子链与硫化体系的反应能力,t90延长｡纳米氧化锌硫化胶的物理性能与其比表面积之间存在着很强的相关性,尤其是硫化胶的定伸应力､拉伸强度､拉断伸长率､硬度等性能均比间接法氧化锌胶料显著提高｡其原因可能是,纳米氧化锌随着比表面积的增大,对电子的亲合能力提高,特别是对次磺酰胺类促进剂吸附能力较强,在胶料中形成的锌盐络合物的含量增大,使交联键中多硫键减少,单硫键和双硫键增多,交联键的结构形式发生了变化,交联密度增大,硫化胶的定伸应力提高｡同时炭黑分散等级也有提升｡胶料整体性能提升,胎侧的屈挠龟裂数据提升｡3结论(1)本工作验证了间接法氧化锌和纳米氧化锌对胎侧胶料性能的影响｡结果表明,氧化锌对硫化体系的活化作用主要取决于其比表面积｡(2)与间接法氧化锌相比,纳米氧化锌的粒径小､比表面积大,有小尺寸效应､界面效应､隧道效应,尤其对次磺酰胺类的促进剂吸附作用大｡(3)加入纳米氧化锌提高活化效率;迟滞了橡胶大分子链的运动性;降低了大分子链与硫化体系的反应能力｡参考文献:[1]魏爱龙,魏廷贤,杨风伟,等.纳米氧化锌对橡胶性能的影响研究[J].橡胶工业,2001,48(9):534-537.[2]郑涛,潘超,张宁,等,钕系顺丁橡胶在缺气保用轮胎支撑胶中的应用[A].轮胎工业,2020,40(06):345-349.[3]李民军,郑涛.SSM法和传统炼胶工艺生产的胎侧胶料性能对比[J].世界橡胶工业,2016,43(5):1-4.。

四针状氧化锌晶须对天然橡胶复合材料的改性研究的开题
报告
一、问题概述
橡胶的使用寿命受到许多因素的影响，如氧化、紫外线、温度等。

为了提高橡胶的性能，不断有新的材料加入到橡胶中，其中氧化锌被广泛用于橡胶中。

为了更好地协同工作，四针状氧化锌晶须的独特形态也被引入到橡胶中来。

本研究旨在通过在天然橡胶中加入四针状氧化锌晶须，进一步改善材料的性能，提高橡胶的使用寿命和耐候性。

二、研究目标
1. 制备具有适宜形态的四针状氧化锌晶须；
2. 研究四针状氧化锌晶须对天然橡胶材料中物理和力学性能的影响；
3. 探究不同加入量的四针状氧化锌晶须对天然橡胶复合材料的性能的影响；
4. 综合实验结果对改性方法进行优化和总结。

三、研究方法
1. 实验材料的制备：天然橡胶作为基础，通过混炼的方式制备橡胶样品；用高温合成法制备高品质的四针状氧化锌晶须。

2. 实验样品的制备：采用热压成型方法将四针状氧化锌晶须加入天然橡胶中形成复合材料样品。

3. 实验方法：通过拉伸实验、硬度测试、热重分析等手段，研究四针状氧化锌晶须对天然橡胶复合材料的性能的影响。

四、研究意义
本研究的开展将对橡胶材料的改性方法提供新的思路和途径。

同时，对提高天然橡胶的使用寿命和耐候性也具有重要的实际意义，可推动橡胶材料的应用和发展。

不同微观结构氧化锌对天然橡胶性能的影响
于晓波;刘震;王小菊
【期刊名称】《橡胶科技》
【年(卷),期】2017(000)012
【摘要】研究间接法氧化锌(氧化锌A)和纳米氧化锌(氧化锌B,C和D)微观结构和用量对天然橡胶(NR)性能的影响。

结果表明:与间接法氧化锌相比,相同用量下,纳米氧化锌硫化胶的生热和滞后损失较低,3种纳米氧化锌均可代替间接法氧化锌;纳米氧化锌用量减半,氧化锌C和D硫化胶的生热较低,耐磨性能较好,氧化锌C硫化胶的滞后损失较低,使用3种纳米氧化锌均可达到锌减量的目的。

【总页数】6页(P22-27)
【作者】于晓波;刘震;王小菊
【作者单位】怡维怡橡胶研究院有限公司;青岛市轮胎新材料重点实验室;怡维怡橡胶研究院有限公司;青岛市轮胎新材料重点实验室;怡维怡橡胶研究院有限公司;青岛市轮胎新材料重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TQ332
【相关文献】
1.不同微观结构氧化锌对天然橡胶性能的影响 [J], 于晓波;刘震;王小菊;;;;
2.不同微观结构氧化锌对天然橡胶性能的影响 [J], 于晓波;刘震;王小菊
3.湿法氧化锌种类和用量对天然橡胶性能的影响 [J], 翟俊学; 袁兆奎; 李想; 都昌泽;
李刚臣; 肖建斌; 赵树高
4.不同矿区天然隐晶质石墨对天然橡胶性能的影响 [J], 伍江涛;高佳华;陈惠;刘玉飞;刘洪涛;童曦
5.湿法氧化锌对天然橡胶性能的影响 [J], 翟俊学;都昌泽;翟晋葶;袁兆奎;李刚臣;肖建斌;赵树高
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氧化锌在胶料中的作用1、氧化锌在胶料中，主要起活性剂（即助促进剂）的作用。

因加入橡胶中的氧化锌与促进剂反应生成锌盐络合物，含有空轨道的2n2+粒子极化能力较强，易促进硫黄环型分子裂解，以促进橡胶硫化。

为什么要与硬脂酸配合使用，因加工过程中，氧化锌与橡胶分子都带正电荷，同性相斥，难于在橡胶中分散，当与硬脂酸一并加入，在混炼过程中，生成硬脂酸锌就易于分散了。

2、氧化锌在橡胶中还是一种优良的导热剂和热容剂。

氧化锌的导热性是炭黑的2.5倍，是橡胶的5倍；它的热容性是炭黑的2倍。

为什么在翻胎的内胶（缓冲胶）、填洞胶和垫子胶中，氧化锌用量较大呢？这是因为内胶处于胎面与胎体之间，填洞胶处于胎体之中，衬垫胶位于衬垫与胎体内层之间。

轮胎在高负荷高速持续行驶中，反复压缩、伸张、屈挠变形，必然要生热。

为减少这些部位的热积累，必须尽量使这些部位的胶散热快，热容量要大，所以这些部位的胶中，氧化锌都较大。

氧化锌还是一种补强、着色剂。

二：氧化锌的生产方法目前，世界上氧化锌的生产方法大体上可分为“火法”和“湿法”两大类。

“火法”又分为间接法和直接法两种。

直接法又称美国法，它以矿石为原料，经高温还原、氧化，直接获得氧化锌产品。

该法虽能以矿石为原料，但缺点是能耗大，产品质量不稳定，一级品率很低。

间接法又称法国法，它是以高纯锌锭为原料，经高温升华、氧化制得氧化锌。

该法的优点是产品纯度高，缺点是锌锭价格昂贵，能耗大，成本高，产品活性低，使用面受到限制。

“湿法”又称化学法，是近年来兴起的生产氧化锌的方法。

该法种类较多，但多处于开发阶段。

目前广泛采用的方法为硫酸法，即粗ZnO用硫酸浸取、除杂、净化，加入碳酸钠进行复分解反应，中间产品经烘干或煅烧即得碱式碳酸锌或氧化锌。

作为硫酸法的改进，亦有用碳酸氢铵代替碳酸钠作为沉淀剂的。

该法的优点是一个流程可得多种产品，产品质量好，其缺点是硫酸和碳酸钠（碳酸氢铵）消耗量大，产品成本高，设备腐蚀严重，副产品硫酸钠或硫酸铵回收困难；如不回收，直接排放会造成环境污染。

橡　胶　工　业CHINA RUBBER INDUSTRY109第68卷第2期Vol.68 No.22021年2月F e b.2021偶联剂Si69-纳米氧化锌改性槟榔纤维对天然橡胶复合材料性能的影响边慧光，张　萌，韩德上，朱晓瑶，汪传生（青岛科技大学 机电工程学院，山东 青岛　266042）摘要：以天然胶乳浸润槟榔纤维，制备天然橡胶（NR ）复合材料，研究偶联剂Si69-纳米氧化锌改性槟榔纤维对NR 复合材料性能的影响。

结果表明：与未改性槟榔纤维的NR 复合材料相比，偶联剂Si69-纳米氧化锌改性槟榔纤维的NR 复合材料的物理性能、耐溶剂性能和抗湿滑性能改善，剪切模量减小，滚动阻力提高；偶联剂Si69-纳米氧化锌改性槟榔纤维的NR 复合材料的综合性能优于偶联剂Si69和纳米氧化锌单独改性槟榔纤维的NR 复合材料。

关键词：偶联剂Si69；纳米氧化锌；槟榔纤维；天然胶乳；天然橡胶；复合材料；改性中图分类号：TQ330.38＋7；TQ331.2 文章编号：1000-890X （2021）02-0109-05文献标志码：A DOI ：10.12136/j.issn.1000-890X.2021.02.0109基金项目：山东省重点研发计划项目（2019GGX102018）；青创科技计划项目（2019KJB007）；山东省自然科学基金资助项目（ZR2016XJ003）作者简介：边慧光（1982—），男，山东菏泽人，青岛科技大学副教授，博士，主要从事高分子材料加工机械的教学和科研工作。

E -mail ：bianhuiguang@ 引用本文：边慧光，张萌，韩德上，等.偶联剂Si69-纳米氧化锌改性槟榔纤维对天然橡胶复合材料性能的影响[J ].橡胶工业，2021，68（2）：109-113.Citation ：BIAN Huiguang ，ZHANG Meng ，HAN Deshang ，et al.Effect of Areca Fiber Modified by Coupling Agent Si69-Nano Zinc Oxide onProperties of NR Composites [J ].China Rubber Industry ，2021，68（2）：109-113.原材料·配方OSID 开放科学标识码(扫码与作者交流)硅烷偶联剂是一种重要的表面处理剂，其中偶联剂Si69的应用最为广泛，它能够很好地改善两种不同性质的材料之间的相容性。

橡胶的疲劳（天然胶为例）一．疲劳老化的概念指在多次变形条件下，使橡胶大分子发生断裂或者氧化，结果使橡胶的物性及其他性能变差，最后完全丧失使用价值，这种现象称为疲劳老化。

发生疲劳老化最突出的地方是轮胎的胎侧。

随着轮胎每转一圈，经历压缩、伸张不断变形，这种情况下发生疲劳老化。

二．疲劳老化的机理1．应力引发（机械破坏理论）当橡胶受到机械力作用时，由于橡胶网络结构的不均匀性，导致产生应力分布不均匀的现象，使局部产生应力集中，结果造成局部的分子链被扯断。

这种情况尤其当橡胶处于周期性的变形时更为突出。

因为这时橡胶分子链来不及松弛，应变对应力有一滞后角，在分子链中总是保持着一定的应力梯度，从而使分子链容易发生断裂，当分子链被扯断后，生成游离基，引发产生氧化链反应。

橡胶的低温塑炼也属这种情况，在机械力的作用下，分子链断裂（在低温条件下，又可引发氧化作用）。

2．应力活化（力化学理论）当橡胶分子链处于应力作用时，由于机械力作用于分子链中原子的价力使其减弱，结果使橡胶氧化反应活化能降低，活化了氧化过程。

在多次变形条件下，即可发生应力引发，又可发生应力活化，但二者发生的情况不同：一般，温度高、振幅小、频率低、氧的浓度大的条件下，以应力活化为主，反之以应力引发为主。

三．影响疲劳老化的因素1．频率与振幅越高，越易疲劳老化。

频率越高，应力松弛能力下降，易产生应力集中，导致应力引发，易疲劳老化。

振幅增加，易应力活化，容易疲劳老化。

振幅增加，应力活化活化能下降，越易疲劳老化。

2．温度温度的影响可分为两个方面：a．温度越高，分子的活动性越强，应力松弛速度越快（应力集中情况下降），不易产生应力集中，引起断链机会下降，不易发生疲劳老化。

B．温度升高，疲劳生热的散出就困难，使温度进一步升高，越易产生热机械破坏，热氧化提高，疲劳老化加快。

温度从两个方面影响疲劳老化，温度低以 a 为主，温度高以 b 为主。

总的看来，温度升高，加剧疲劳老化。

第２８卷第ｓ鬻２００７年ｌＯ月将耱掾荻潮瑟ＳｐｅｃｉａｌＰｕｒｐｏｓｅＲｕｂｂｅｒＰｒｏｄｕｃｔｓＶｏｌ。

２８Ｎｏ．５ｏｃｔｏｂｅｒ２００７天然橡胶的疲劳特性研究进展孙霞容，栗付平。

蒋洪罡（冀艺察航空砉孝料研究院，＝ｌ匕京ｌ∞０９５）摘要磕《述了天然橡胶的疲劳特能，着重归纳了天然橡胶的破坏机理及影响其疲势破坏的主凝因素。

关键词：天然橡胶；疲劳特性；疲劳机理巾霪分类号：ＴＱ３３２文献标识磷：Ａ文素编号：ｌ∞５～４０３０（２００７）０５—０弱３一Ｏ垂各种机械、电子装备性能的快速提升，使得具有阻怒、减振、降曝和传力等功能的橡胶弹性裁佟不仅应用日益广泛，而且对其性能、Ｗ靠性和寿命的要求也越来越高。

许多这类制品一般都受到周期性应力作用，冤论是纯橡胶裁纬还是橡胶冀其他材料的复合制件，橡胶材料的疲劳断裂性熊对制品的动态疲势特性都具有决定作用。

强翦约９０％超减振佟曩的弹褴裁品是天然橡胶或天然橡胶与其他橡胶的并用胶，因此天然橡胶的疲劳特性直接关系列减振功能失效与否和各种装备懿运行状况。

本文主要针对天然橡胶的疲劳破坏机理以及影响其疲劳破坏的因素进行了归纳，并简单描述了预溅橡胶疲劳寿命的掰令基本方法。

１天然橡胶疲劳破坏机理断裂力学认为，所谓疲劳破坏指的是疲劳过程中毒季料内部潜在的某麴缺鹣由予应力集中逐渐形成裂纹，并不断扩展直至断裂的现象。

基于此，肖关橡胶材料的疲劳破坏主要存在两种观点，潮椎象理论霸分子运动论。

唯象理论ｎ］认为，橡胶材料的破坏主要是由于外力作用下橡胶内部的缺陷或微裂纹引发的裂纹不断传播程扩展导致的；裂纹豹俺播方式翔扩展速度受橡胶材料本身的粘弹性控制，因而表现出很强的时闻／温度依赖性。

分子运动论则认为，橡胶材料的疲劳破坏归因子材料分子链上化学键的断裂，即试样在周期性应力／应变作月下，应力不断地集巾予化学键麓收稿日期：２００６—１０一１３作者简介：孙霞客（１９７９一），女，湖北天门人，域士，助理工程师，主要获事橡羧裁鑫憋蓊炎努发王嚣。

第 8 期徐胜凯等．混炼工艺对天然橡胶胶料中氧化锌粒子微细化的影响619混炼工艺对天然橡胶胶料中氧化锌粒子微细化的影响徐胜凯，高建文，程鹏飞，周明明，邵明晨，孙学红*（青岛科技大学高分子科学与工程学院，山东青岛266042）摘要：分析两个普通氧化锌样品的粒子形态，考察优化混炼工艺对天然橡胶胶料中两个氧化锌样品粒子的微细化作用。

结果表明：普通氧化锌粒子聚集形成聚集体，2#氧化锌聚集体粒子尺寸明显大于1#氧化锌；胶料混炼时将氧化锌先于其他小料加入，能够使氧化锌粒子微细化，但效果不明显；采用一段母炼法混炼，能大幅度减小氧化锌粒径，改善硫化胶的综合性能。

关键词：混炼工艺；氧化锌；粒子；聚集体；微细化；天然橡胶中图分类号：TQ330.6＋3；TQ332.6 文章编号：1000-890X（2019）08-0619-05文献标志码：A DOI：10.12136/j.issn.1000-890X.2019.08.0619氧化锌作为通用类橡胶硫黄硫化活性剂，在橡胶行业得到广泛应用，其中在轮胎行业中的用量占到氧化锌总用量的60%左右。

近年来，为了满足环保要求，达到轮胎锌减量目的，人们开始研究用纳米氧化锌代替普通氧化锌[1]；由于纳米氧化锌粒子在胶料中易团聚，难以均匀分散，需进行表面改性以提高其分散均匀性及作用效率[2-4]。

张钊等[5]在天然橡胶中以植活式纳米氧化锌代替普通氧化锌，可在保证胶料性能的前提下减小锌含量。

张刚刚等[6]分析了目前用非含锌化合物替代氧化锌的研究进展，指出开发低成本、高效率新型低锌/无锌硫化活性剂是未来的研究方向。

目前我国轮胎工业仍以普通氧化锌为主，普通氧化锌粒子尺寸大，残留的微米级氧化锌粒子由于应力集中易引发胶料疲劳破坏，大幅缩短轮胎的使用寿命[7]。

在新品种氧化锌和低锌配合技术尚未成熟前，仍有必要对普通氧化锌的有效利用技术进行研究。

本工作首先对两个轮胎厂在用的普通氧化锌样品粒子形貌进行分析，然后用于天然橡胶（NR）胶料中并优化混炼工艺，增强混炼过程对胶料的剪切作用，考察两种氧化锌粒子在混炼过程中的微细化作用。

纳米氧化锌对天然橡胶（NR）的改性研究的开题报告一、研究背景天然橡胶（Natural Rubber, NR）是一种重要的弹性材料，广泛应用于汽车轮胎、鞋底、胶水、弹性垫等领域。

然而，由于NR的力学性能、耐热性、耐久性等方面仍有待提高，因此需要对其进行改性，以满足不同应用领域的需求。

其中，纳米材料作为一种新型材料，具有优异的力学、热学、光学性能，因此成为了一种重要的NR改性材料。

二、研究目的与意义本研究旨在探究纳米氧化锌（ZnO）对NR的改性作用及机理，研究涉及纳米氧化锌的制备、改性过程及改性后NR的性能表现。

通过研究，可以深入了解纳米氧化锌在NR改性中的应用前景，为NR的应用拓展提供技术支持。

三、研究内容1. 纳米氧化锌的制备本研究将采用溶胶-凝胶法（Sol-gel method）制备纳米氧化锌。

通过控制制备过程中的反应温度、反应时间等参数，得到具有优异性能的纳米氧化锌。

2. 纳米氧化锌对NR的改性作用将制备好的纳米氧化锌与NR进行混炼，并通过扫描电子显微镜（SEM）、热重分析（TGA）、动态力学分析（DMA）等手段，探究纳米氧化锌对NR力学性能、耐热性和耐久性等方面的改善作用。

同时，通过测定NR的水分含量、溶解度等参数，评估纳米氧化锌对NR加工过程的影响。

3. 纳米氧化锌在NR改性中的机理研究通过分析纳米氧化锌与NR的相互作用方式，进一步探讨纳米氧化锌在NR改性中的机理。

四、研究方法本研究将采用溶胶-凝胶法制备纳米氧化锌，并借助SEM、TGA、DMA等手段对NR及改性后的NR进行性能表征，通过计算得到的数据分析纳米氧化锌在NR改性中的机理。

五、预期成果与价值本研究结果将有助于深入了解纳米氧化锌在NR改性中的作用机理，并为NR在不同领域的应用提供技术支持。

同时，本研究还将为纳米氧化锌的应用提供新思路，为其未来的研究提供借鉴。