摘要
氧化锌在橡胶制品中主要作为活性剂。迄今为止氧化锌仍是硫化体系中不可取代的一部分。氧化锌因其具有加速硫化、改善加工性能、物理机械性能、耐热性等优点而被广泛使用。但是，由于氧化锌的大量应用，会给环境带来不可逆转的破坏，因此，降低氧化锌在橡胶产品中的使用量就成了人们关注的焦点。 本研究首先探究了氧化锌制备工艺参数(如溶液浓度、反应温度和煅烧温度、活性剂用量、溶液pH值)对氧化锌晶型和形貌的影响，并研究了不同晶型形成的机制。研究结果表明，当反应温度为60℃，煅烧温度为400℃-600℃时，制备的纳米氧化锌胶料相对于间接法氧化锌胶料，加快了硫化速率，并且拉伸强度提高了2.6MPa，撕裂强度提高了5.0%。 其次，使用不同载体(例如碳酸钙、硫酸钡、白炭黑、热裂解炭黑和石墨烯)制备了具有不同氧化锌含量的核壳结构氧化锌，并采用扫描电镜对制备的核壳结构氧化锌进行形貌特征分析。发现氧化锌颗粒以球状结构为主包裹在载体材料上，且氧化锌颗粒的粒径为纳米级。再将制备的核壳结构氧化锌与间接法氧化锌应用到天然橡胶配方当中进行测试，研究结果表明，核壳结构氧化锌能够提高胶料的交联程度，加快硫化速率，同时提高胶料的力学性能，其中ZnO@BaSO4核壳结构可将拉伸强度提高12.3%，扯断伸长率提高19.9%，撕裂强度提高24.1%。 将不同载体结构的氧化锌与间接法氧化锌添加到半钢子午线轮胎胎面胶和胎侧胶的配方中，研究其对胶料硫化特性、力学性能、摩擦性能、老化性能和动态热机械性能等的影响。结果表明，添加核壳结构氧化锌不仅可以保证其在橡胶制品中的硫化特性及物理机械性能，同时还能降低氧化锌在橡胶制品中的用量，为橡胶制品行业带来巨大的经济效益，并对环境保护做出重要贡献。
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