交联密度的测定

碳纳米管

取2%碳纳米管（天然橡胶干胶含量）与1：1.5（质量比），超声分散于10mL 水中，然后加入碳纳米管含量10%的ENR ，混合再与预硫化胶乳混合，磁力搅拌12h ，加入玻璃模版中，于50度下干燥24小时（如果不能从模版中取出，继续干燥）。从模版中取中，再于80度下干燥2h 。

加碳纳米管，不加ENR 的作为对照组。

粉石英：

取2%粉石英（KH570改性）天然橡胶干胶含量）与1：1.5（质量比），超声分散于10mL 水中，再与预硫化胶乳混合，磁力搅拌12h ，加入玻璃模版中，于50度下干燥24小时（如果不能从模版中取出，继续干燥）。从模版中取中，再于80度下干燥2h 。（不加粉石英的纯橡胶作为对照组）

交联密度测定

称取0.5g 的填料橡胶，采用平衡溶胀法将直径试样放在装有25mL 甲苯的磨口瓶中，盖紧瓶盖，放在25℃的恒温烘箱中溶胀48h 后取出。用滤纸迅速吸净表面的溶剂,立即放入已经称过质量的称量瓶中，盖好瓶盖，用分析天平称取其质量；然后将试样在50℃的真空干燥箱中干燥至质量恒定，再称其质量。

根据文献[1]计算出交联点间的相对分子质量(Mc)及硫化胶的交联密度。数据如下表：

c d e M v /ρ=

=)]2/(/[])1[ln(3/112r r r r r V V V xV V V -++--

ρd 为聚合物的密度(g/cm 3)，Mc 为两交链点之间分子链的平均分子量(g/mol),Vr 定义为橡胶相在溶胀硫化胶中的体积分数，V 1为溶剂的摩尔体积，对于甲苯为106.3 cm 3/mol ；x 是Flory –Huggins 橡胶-溶剂相互作用参数，对甲苯-天然橡胶取值x=0.391。

)]/()//[(]/[s s d d d d r w w w V ρρρ+=

d w 和s w 分别为干天然橡胶和溶胀体中溶剂的质量，d ρ和s ρ分别为天然橡

胶和溶剂的密度。(0.867 g/cm3)。（对有填料的橡胶，干胶的质量=混炼胶的总质量-填料质量）

结合胶的制备（测定不同偶联剂用量样品的结合胶质量）

采用溶液法制备结合胶。首先，将装有２ｇ橡胶（干胶）和８０ｍＬ甲苯的三口烧瓶置于５０℃的水浴环境中，开启搅拌，使橡胶完全溶解，随即加入１ｇ填料（改性）反应１０ｈ，接着将反应产物倒入烧杯并置于烘箱中烘干；然后，对上述烘干的反应产物进行称量，并将其放入一定量的甲苯中浸泡３ｄ，取出后放入一定量的丙酮中浸泡１ｄ；最后，将未溶解的反应产物烘干称重，反应产物２次质量之差就是结合胶的质量。

数据处理：

Q f/Q g= ae-z+ b

式中:Q f和Q g,分别为平衡溶胶时,有填料和无填料硫化胶中1g橡胶所吸收溶剂的质量,g;Q f/Q g越大,补强程度越大;a、b,特性系数;z,橡胶中填料的质量分数。Kraus方程

Vr o/Vr f=1-nφ/(1-φ) (2)

式中: φ为填料在填充硫化胶中的体积分数;Vr o为橡胶相在未填充硫化胶的溶胀凝胶中的体积分数;Vr f为橡胶相在填充硫化胶的溶胀凝胶中的体积分数; n为填料与橡胶基体相互作用的特性常数。公式中Vr o和Vr f即为平衡溶胀法测定的交联密度。