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白炭黑对天然橡胶基胎面橡胶复合材料摩擦磨损性能的影响

       轮胎是一类典型的摩擦学器件，其使用寿命极大程度上取决于胎面橡胶的耐磨性。因此，研究胎面橡胶的摩擦磨损行为对高耐磨、长寿命“绿色轮胎”的研制至关重要。白炭黑是一类重要的橡胶补强剂，应用于轮胎胶料可以在不降低轮胎抗湿滑性和耐磨性的前提下，有效降低其滚动阻力，有利于降低油耗、节约能源。本研究通过物理共混和硫化的方法制备了不同用量的白炭黑补强的天然橡胶（NR）基轮胎胎面橡胶复合材料，利用无转子硫化仪、万能力学性能测试机和多功能摩擦磨损试验机分别考察了其硫化特性、力学性能和干摩擦条件下的摩擦磨损特性。力学测试结果表明，随着白炭黑用量增加，复合材料的拉伸强度和拉断伸长率明显下降，而硬度和300%定伸应力呈升高趋势。摩擦磨损行为研究发现，低载荷下白炭黑可以明显提高NR基胎面橡胶复合材料的干摩擦系数，后者在高载荷下不依赖于白炭黑的填加量。在试验范围内，胎面胶复合材料的干摩擦系数随着载荷增大逐渐降低，而复合材料的磨损率与载荷的关系受白炭黑填加量的影响。表面形貌分析表明，硫化胶磨损表面呈现粘着磨损和磨粒磨损的特征。