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本文研究了硫化钐的改性以及硫化钐/天然橡胶复合材料的性能和稀土与橡胶作用机理分析。 采用硬脂酸通过球磨机干法改性硫化钐,在硫化钐表面包覆一层硬脂酸分子。通过激光粒度、扫描电镜、红外光谱和接触角等对改性前后硫化钐进行表征。改性后的硫化钐粒度明显减小,分散性得到提高,由亲水性变为疏水性。随着硫化温度的升高,硫化反应速率会加快,当温度低于130℃时,硫化反应难以进行,当硫化温度为150℃时,经过20min的硫化,体系的硫化曲线趋于平坦。硫化温度越高,硫化扭矩越大。随着胶料中硫化钐用量的增加,胶料的MH和MH-ML增加,增加了胶料的交联密度和和硫化胶的交联程度。随着胶料中硫化钐用量的增加,硫化胶料的焦烧时间T10增加,而工艺正硫化时间T90则变化不大,硫化反应速率加快。在橡胶中添加硫化钐可以改善橡胶的力学性能,与未添加硫化钐的空白样相比,添加硫化钐的胶料拉伸强度由24.73MPa提高至28.40MPa,撕裂强度由37.8KN·m提高至42.4KN·m,橡胶的定伸强度与最大伸长率都有所提高。硫化钐对提高橡胶老化系数效果显著,随着硫化钐添加量的增加,橡胶的老化系数增大。未添加硫化钐橡胶的老化系数为52.97%,添加5phr硫化钐橡胶的老化系数为66.83%,老化系数提高26.17%。天然橡胶中添加硫化钐会使得热降解加快,不利于天然橡胶的热稳定性。 通过扫描电镜、能谱、激光共聚焦显微镜等测试手段表明硬脂酸干法改性硫化钐使硫化钐表面由亲水性变为疏水性,改善了硫化钐与橡胶基体的相容性,同时提高了硫化钐在橡胶中的分散性,能替橡胶承受一部分应力。硫化钐中钐含有含有大量空的f轨道,稀土元素与配体距离发生变化,可能会产生一些瞬时络合物,使得瞬时交联密度增大,提高了分子间的相互作用力。这些瞬时络合物使得添加硫化钐后硫化胶拉伸断面微小裂纹分布较多且均匀,在微小裂纹中空隙较小,在拉伸过程中能吸收较多的拉伸能量,改善力学性能。