橡胶官能团和炭黑之间的相互作用官能团炭黑溶胀间苯二酚甲醛胶乳粘合剂官能化丁二烯共聚物和槽法炭黑K-354至今一直被研究。以丁苯橡胶SKMS-30KM为基的橡胶胶料填充55份炉法炭黑（N550类）和K354的混合填料。轮胎帘线用上述共聚物胶乳为基的间苯二酚甲醛胶乳粘合剂浸渍。橡胶胶料中K354含量的增加，提高了橡胶与浸渍了大分子中含有吡啶基和特丁基聚合物的粘合剂的帘线的粘合强度。上述粘合剂中混入K354，粘合剂薄膜的力学性能得到改善，但不影响粘合强度。这些结果表明，K354与共聚物中吡啶基()和胺基(-NH2)相互作用的可能性。对共聚物-K354模型体系进行了研究。通过测这些体系在不同的溶剂中的溶胀度对共聚物-K354之间相互作用的的强度（I）进行了测定。I=（1/Sf)-（1/So），其中Sf为填充样品的溶胀程度，So是未填充的样品溶胀程度。溶剂被用来选择性破坏共聚物-K354间不同类型的结合键。结果表明，共聚物的吡啶基和氨基与K354炭黑的醌基形成很强的化学键，显然是三甲胺内脂型的键。本研究的对象是按俄罗斯标准GOST7885-86生产的槽法炭黑K354，由丁二烯与甲基丙烯酸以98:2比率共聚合的胶乳（SKD-1s），丁二烯与2-甲基-5-乙烯吡啶以90:10比率共聚合的胶乳（BMVP-10H），丁二烯与2-乙烯吡啶和苯乙烯以70:15:15比例共聚合的胶乳（BSVP-15/15），丁二烯与丙烯腈以95:5比列共聚合的胶乳（BN-5），丁二烯与二乙基氨乙基甲基丙烯酸酯以85:15共聚合的胶乳（BAE-15）以及丁二烯与含2.2%环氧基的环氧化丁二烯聚合物共聚的胶乳（SKDE胶乳）。尼龙-6轮胎帘线用上述共聚物胶乳为基的间苯二酚甲醛胶乳粘合剂浸渍。所有的胶料都是用密炼机分两段混炼。硫磺和促进剂在第二段加入。采用著名的H-试验和在橡胶-帘线试样处于压力下从硫化胶中单独抽出帘线的方法测定了帘线橡胶的粘合强度。第一个实验方法的试样像H，垂直线为橡胶块，水平线为帘线。粘合强度用帘线从橡胶中抽出所需的力表征。第二个试验方法的试样为橡胶圆柱体。帘线嵌入圆柱体的中心，试验过程中，将试样压住，用拉伸试验机拉伸帘线直至帘线离开橡胶时停机，记录剥离力。模型体系是在相应的胶乳中掺入K-354水分散体获得的，从填充的和未填充的胶乳流制薄膜。然后将这些薄膜在室温下干燥，并模拟硫化条件在155±3℃下加热30min。从薄膜上切取制样，在正辛烷、甲苯和5%醋酸甲苯溶液中溶胀。橡胶胶料中K354（槽法炭黑）含量的增加，提高了橡胶与浸渍了大分子中含有吡啶基和特丁基聚合物的粘合剂的帘线的粘合强度（图1）。在使用BSVP-15/15胶乳时粘合强度较高，因为这种共聚物具有比BMVP-10H更活泼的官能团。而对于SKD1s，BN-5和SKDE胶乳，K354含量的增加不会导致粘合强度的增加。SKD-1s.2.BAE-15.3.BN-5.4.BMVP-10H.5.SKDE.6.BSVP-15/15在BMVP-10H,BSVP-15/15及BAE-15为基的粘合剂中混入K354提高了粘合剂薄膜的50%伸长时的定伸应力和拉伸强度，但降低了拉断伸长率（图2）在这种情况下橡胶-浸渍帘线的粘合强度没有提高（图3）。其原因可以用相互作用来解释，至少部分是因为胶乳聚合物的吡啶基和叔铵基同炭黑的官能团结合。结果发现这些胶乳聚合物的活性基团被阻隔了。在橡胶和炭黑的官能团间除了生成物理界面键外，由于含氮、含氧基团同含氢基团的反应，结果生成了氢键，而橡胶中的氨基和吡啶基同炭黑中的酚基和羧基之间的反应生成生成铵盐和吡啶盐还会导致形成鎓键。在橡胶和炭黑的官能团间最终还有可能生成共价键。在SKD-1s的羧基与K-354粒子表面活性基团之间只生成物理交联键和氢键。因为试样在5%CH3COOH溶液中溶胀后相互作用强度等于零（I=0）。在橡胶的吡啶基和叔胺基与K-354活性基团之间除物理和氢键外，还有某些键在醋酸的作用下断裂。在这种情况下，模型体系在甲苯-醋酸混合溶剂中溶胀后的I值与在甲苯中溶胀后的I相比稍有下降，因此鎓键和氢键的数量不多。如前图1，增加橡胶胶料中的K-354含量不会提高其硫化胶与浸渍含环氧基胶乳粘合剂的帘线的粘合强度。显然由于位阻效应，这些基团与炭黑的酸基和酚基的反应是很轻微的。不能被醋酸破坏的结合键可能是由橡胶中的叔胺和吡啶基团同炭黑的醌基反应而生成的三甲铵内酯。三甲胺内酯是稳定的化合物，它们有很高的熔点，而且在熔化状态下也不会破坏结构。因此，可望在橡胶和槽法炭黑的官能团之间形成物理键和氢键。橡胶的吡啶基和叔胺基与炭黑粒子表面的醌基形成了不能被醋酸破坏的强界面结合键。显然。这种反应生成了三甲胺内脂。结论谢谢！