天然橡膠（NR）因具有高彈性、低透氣性和低 滾動阻力等優異性能，被廣泛應用于輪胎和履帶 等橡膠制品中。為了滿足橡膠特定的性能要求， 往往需要在橡膠中添加填料進行補強 。在橡膠 工業中，炭黑（CB）是用量最大、應用范圍最廣的填 料，通過加入CB，橡膠復合材料的拉伸強度、撕裂 強度和耐疲勞性能得到極大改善。然而，由于CB 粒子間的范德華力作用，使得大量CB粒子易團聚 形成聚集體，造成橡膠復合材料的補強效率降低、 滯后損失增大。

1　實驗

1. 1　主要原材料

NR，STR20，延長石油集團（香港）有限公司產 品；炭黑N330，江西黑貓炭黑股份有限公司產品； 四氫呋喃（THF）和MoS2 （粒徑小于2 μm，純度為 99%），天津希恩斯生化科技有限公司產品。

1. 2　試驗配方

NR 100，氧化鋅　3. 5，硬脂酸　2，防老劑6PPD/4020 1. 5，防 老 劑TMQ/RD 1，B型 微 晶 蠟　1，防 焦 劑CTP 0. 2，硫 黃　

1. 3，促 進 劑

TBBS 1. 05，CB/MoS2 52（變并用比）。配方編 號M0—M7中MoS2用量分別為0，0. 75，1，1. 5，3， 4. 5，6，7. 5。

1. 3　主要設備和儀器

BB-2型密煉機，東莞昶豐橡塑機械科技有限公司產品；QLB-100T-S型平板硫化機，南通海利特橡塑機械有限公司產品；超聲波清洗器（昆山舒美超聲儀器有限公司提供）；HITACHI S-4800 型掃描電子顯微鏡（SEM），日本日立公司產品； RPA2000橡膠加工分析（RPA）儀和MDR-2000型 無轉子硫化儀，美國阿爾法科技有限公司產品； GT-313-A1型厚度計，中國臺灣高鐵科技股份有限公司產品；GT-GS-MB型硬度計，高鐵檢測儀器 （東莞）有限公司產品；Instron-3365型電子萬能試驗機，美國英斯特朗公司產品；DIN磨耗量測試儀， 昆山景新通電子科技公司產品；DMA Q800型動態力學性能分析儀，德國高寶公司產品。

2　結果與討論

填料的分散狀態和網絡結構對橡膠復合材料 性能具有關鍵性影響。未超聲的MoS2沉降在燒杯底 部，超聲后的MoS2懸浮在THF中并均勻分散。這 說明超聲粉碎后的MoS2粒徑和厚度更小。從圖2 也可以看出，未超聲的MoS2具有較多較完整的多層狀結構。填料與橡膠基體的表面能差別較大，因此， 填料粒子在橡膠基體中易自發聚集形成三維填料 網絡結構，填料網絡結構的形成可使膠料的G′ 提 高，對膠料施加應變時，隨著應變的增大，填料網 絡發生形變、破裂，相應膠料的G′也隨之降低。填 充橡膠的G′隨應變的增大而急劇降低的現象稱為 Payne效應。Payne效應主要來源于填料網絡的 形成，填料聚集形成聚集體并包裹大量橡膠分子 形成包埋膠，包埋膠失去了橡膠分子的彈性而具有了相當于剛性填料的特征，使得膠料中填料有 效體積增大，即填料相對含量增大，從而使G′ 增 大，對膠料施加應變后，填料網絡遭到破壞，G′ 銳 減。增大了CB表面的 羥基等基團對橡膠分子鏈的吸附，使得復合材料 的粘度略有上升。此外，少量MoS2的加入也改善 了填料的分散，有利于復合材料均勻硫化，增強了 復合材料的硫化網絡結構。但MoS2用量過大則填 料容易團聚，導致復合材料硫化程度降低。

3　結論

（1）少 量MoS2等 量 替 代 部 分CB，NR/CB/ MoS2復合材料的填料網絡化程度降低，填料分散 性有所改善；MoS2用量過大，則填料又趨于聚集。
（2）少量MoS2等量替代部分CB，有利于提高 復合材料的硫化程度，增強硫化網絡結構，而對復 合材料的t10和t90影響較小。
（3）少量MoS2等量替代部分CB，復合材料的 Payne效應減弱，tanδ減小。
（4）少量MoS2等量替代部分CB，有利于提高 復合材料的100%定伸應力、300%定伸應力、拉伸 強度和撕裂強度，減小拉斷永久變形，提高耐磨 性能。
（5）MoS2等量替代部分CB，復合材料的滾動 阻力稍有改善，抗濕滑性能略有下降，但總體變化 不大。