溴化丁基橡胶(BIIR)是含有活性溴的异丁烯-异戊二烯共聚物弹性体,其应用广泛,如子午线轮胎、轮胎内胎、容器内部衬里、药水瓶塞和工业设备衬垫等,是目前半钢子午线轮胎气密层胶料不可替代的原材料。溴化丁基橡胶的合成助剂主要有溴单体、抗氧剂、环氧大豆油和硬脂酸钙等,各类助剂种类和用量对溴化丁基橡胶有着直接影响,并对其在半钢子午线轮胎气密层的应用中影响显著。为了研究合成大分子结构和成分组成对应用的影响,从而实现针对不同应用的分子设计和开发,本文针对溴化丁基橡胶合成助剂及其在半钢子午线轮胎气密层配方中的应用进行研究分析,主要开展的工作有如下三个方面:第一部分工作主要研究了添加不同用量环氧大豆油制备的溴化丁基橡胶结构与性能,分析了环氧大豆油用量对溴化丁基橡胶结构和半钢子午线轮胎气密层性能的影响。实验结果表明:环氧大豆油的添加量改变对溴化丁基橡胶合成工艺影响较小,制备得到的溴化丁基橡胶微观结构变化较小,但在气密层配方应用中对硫化特性有显著影响,显著降低了半钢子午线轮胎气密层的硫化速度,并且在测试范围内呈现正相关。环氧大豆油的添加量增加可以提升气密层胶料的耐老化性能,但透气量略有提高。因此,适量添加环氧大豆油有助于提高气密层的使用寿命,并可保证轮胎使用安全性。对于半钢子午线轮胎气密层应用最合理的环氧大豆油添加量范围1-1.5wt%。第二部分主要研究了溴单体用量对溴化丁基橡胶(BIIR)结构与气密层胶料性能的影响。结果表明,溴单体添加量的变化对溴化丁基橡胶微观结构影响较大,对气密层胶料的硫化性能、力学性能和耐老化性能影响也较大。用于半钢子午线轮胎气密层胶料时,溴单体的添加量0.9份是保证其胶料综合性能较佳的前提条件。第三部分的主要工作是研究硬脂酸钙用量对气密层配方性能的影响。研究结果表明,硬脂酸钙的用量增加,工艺正硫化时间延长,最高转矩以及转矩差值略有增加。硬脂酸钙的用量应保持低于3.6%才能保证溴化丁基橡胶在半钢子午线轮胎气密层配方中应用时的渗透性低、气体保持性高。硬脂酸钙用量的增加不会改变溴化丁基橡胶的主体结构,但有助于保证溴化丁基橡胶生胶的热氧老化性能和在半钢子午线轮胎气密层应用中的机械性能保持率。溴化丁基橡胶在气密性方面应用时,溴化丁基橡胶中的硬脂酸钙添加量应当保持在1.8-2.5%之间。结合上述分析,半钢子午线轮胎气密层应用的溴化丁基橡胶建议溴单体0.9wt%、硬脂酸钙1.8%-2.5%和环氧大豆油含量1-1.5wt%,可以实现气密层配方具有综合的加工性能、机械性能和耐老化性能。