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高性能轮胎胎面胶不仅要具有优异的抗湿滑性、低滚动阻力、高耐磨性,还要拥有良好的抗静电性能和导热性能,同时轮胎气密层要具有长久保压的能力。环氧化天然橡胶(ENR)具有较高的抗湿滑性能,低的滚动阻力,良好的气密性。石墨烯微片(GNPs)是多层石墨烯材料,具有优异的力学性能、导电性能和导热性能,本论文探讨了ENR和GNPs对轮胎胎面胶和气密层橡胶复合材料的影响。首先研究了ENR对白炭黑填充溶聚丁苯橡胶(SSBR)/顺丁橡胶(BR)复合材料结构与性能的影响。结果表明:随着ENR环氧化程度的增加,ENR/SSBR/BR复合材料的门尼粘度、硫化扭矩MH逐渐增大,正硫化时间缩短,硫化胶的硬度和定伸应力增加;交联密度增大,磨耗体积、压缩永久变形及压缩疲劳温升逐渐降低。RPA2000应变扫描和SEM分析显示,白炭黑在ENR胶料中分散更加均匀;红外分析显示,白炭黑与ENR发生化学反应;DMA分析显示ENR40/SSBR/BR复合材料具有优异的抗湿滑性能。其次研究了石墨烯微片用量对白炭黑填充SSBR/BR复合材料结构与性能的影响。随着用量的增多,石墨烯微片在胶料中逐渐形成填料网络,能够更有效地传递热量和电荷,从而促进复合材料导热性能和导电性能的提升。ENR40及GNPs并用使SSBR/BR复合材料不仅具有优异的抗湿滑性能,而且磨耗性能及压缩疲劳温升性能得到改善。接着研究了不同环氧化程度天然橡胶对炭黑填充溴化丁基橡胶(BIIR)复合材料结构与性能的影响。结果表明:ENR降低了BIIR胶料的门尼粘度,改善了加工性能,正硫化时间缩短,硫化胶的硬度和定伸应力增大,交联密度增加,压缩永久变形变小,压缩疲劳温升有所降低;气密性能分析显示,ENR50/BIIR和ENR40/BIIR复合材料比纯BIIR材料具有更佳的气密性。最后研究了石墨烯微片用量对炭黑填充BIIR复合材料结构与性能的影响。结果表明:随着石墨烯微片用量的增加,胶料门尼粘度逐渐增大,焦烧时间及正硫化时间逐渐缩短,硫化胶的压缩疲劳温升先降低后升高,导热性能和抗静电性能逐渐提升,气密性能呈现出先增高后降低的趋势。与纯BIIR硫化胶相比,ENR/GNPs/BIIR硫化胶气体透过率降低6%,气体透过系数降低9%。