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白炭黑对各种橡胶的补强效果优于其他白色填料, 仅次于炭黑。与炭黑填充的硫化胶相比, 白炭黑/橡胶复合材料具有绝缘性好、生热低、撕裂强度高、低滚动阻力和抗湿滑性等优点。在白炭黑补强的复合材料中, 白炭黑粒子常以松散的“星云”状二次聚集体的形式存在。但是SiO2是极性粒子, 与非极性的聚合物相容性差, 具有很强的吸附性和聚集倾向。因此, 白炭黑粒子总是趋向于二次附聚, 产生氢键缔合, 在混炼时难以均匀分散于橡胶中, 不能实现理想的复合效果。 因此, 需要对SiO2进行表面改性以提高其与聚合物的相容性和结合力, 以制备出分散性良好且界面作用强的纳米复合材料。为此, 往往添加硅烷偶联剂以对白炭黑进行表面改性,弥补其性能的不足, 增加其与橡胶基体的相容性, 削弱填料-填料之间的相互作用。 硅烷偶联剂通过化学改性可提高二氧化硅表面和聚合物之间的相互作用, 削弱填料-填料之间的相互作用。常用的表面改性硅烷偶联剂为双-[3-(三乙氧基硅)-丙基]四硫化合物。偶联剂与纳米SiO2表面的羟基反应, 降低SiO2表面羟基的数量, 改变了SiO2表面的物理和化学性质, 使其从亲水性变为疏水性, 提高了其与橡胶间的相容性和结合性。硅烷偶联剂对天然橡胶复合材料性能的硫化特性、力学性能、应力软化效应等基本特性的影响,跟白炭黑的粒径相关性非常明显。