Page 107 - 《橡塑技术与装备》2026年3期
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测试与分析
TEST AND ANALYSIS
2.2 结合橡胶及交联密度 从图 3(a) 中可以看出，EPDM 的交联密度为
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3
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图 3(a) 显示， EPDM 的 BdR 为 15.63%， 5-mKNFs 2.01×10 mol/cm ，5-mKNFs SiO 2 /EPDM 的 交联
@ 密度相较于 EPDM 提高了 0.21%，5-KKNFs SiO 2 /
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SiO 2 /EPDM 的 BdR 相较于 EPDM 提高了 64.93%，
5-KKNFs SiO 2 /EPDM 提高了 69.80%，KKNFs @ EPDM 提高了 61.60%， KKNFs SiO 2 增强效果更明显。
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SiO 2 增强作用更明显。这是由于 KH550 引入的 γ- 这是由于 mKNFs SiO 2 与 EPDM 难以形成有效的交联
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氨丙基加强了纳米纤维对橡胶的浸润渗透作用，在纳 点，KH550 的改性使得 KKNFs SiO 2 在 EPDM 基体
米纤维和橡胶间构建了致密稳定的穿插网络，形成 内均匀分散，其与 EPDM 基体间的范德华作用使其在
EPDM—KH550—KNFs 的杂化界面层，从而提高了 体系中形成新的物理交联点，因此复合材料交联密度
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橡胶与 KKNFs SiO 2 之间的粘合性，橡胶中的结合胶 有了明显提升。图 3(b) 显 示，EPDM 的交联密度为
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3
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含量增加，使得 KKNFs SiO 2 更好地增强了 EPDM 橡 2.20×10 mol/cm ，随着 KKNFs SiO 2 含量的提高， 1、
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胶。 图 3(b) 显 示，KKNFs SiO 2 含量从 0 增加到 5 3-KKNFs SiO 2 /EPDM 的交联密度分别提高了 3.5%
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份的过程中，KKNFs SiO 2 /EPDM 的 BdR 快速增大。 和 9.4%，提升不明显。这是由于接枝的 KH550 并不
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这是由于 KKNFs SiO 2 与 EPDM 基体之间的物理交联 能与 EPDM 分子链反应形成化学键，无法形成有效的
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形成的良好的界面相互作用，并且随着 KKNFs SiO 2 化学交联点。5、7-KKNFs SiO 2 /EPDM 的交联密度
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含量的增加相互作用不断增强。另外，在加入 7 份的 分别提高了 61.7% 和 68.1%。这是由于 KKNFs SiO 2
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KKNFs SiO 2 后，体系的 BdR 变化较小，这可能是由 添加量较多时，其作为物理交联点的作用被凸显出来。
于纳米纤维在橡胶基体中产生了一定程度的团聚。
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图 3 KKNFs SiO 2 /EPDM 的结合橡胶含量与交联密度
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2.3 力学性能 相比 mKNFs SiO 2 ，KKNFs SiO 2 因为接枝了含有非
如图 4(a) 所 示，EPDM 的拉伸强度与断裂伸长 极性烷基链的 KH550，所以在非极性 EPDM 基体中
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率为 5.88 MPa 与 463%。5-mKNFs SiO 2 /EPDM 的 具有更优异的分散效果。
拉伸强度和断裂伸长率与 EPDM 相比分别提升 89.4% 如 图 4(b) 所 示，1、3、5-KKNFs SiO 2 /EPDM
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和 30.2%。这是由于 mKNFs SiO 2 表面原位生长的纳 的拉伸强度相比于 EPDM 分别提高了 132.9 %、164.1 %、
米 SiO 2 增大了纳米纤维的比表面积，同时纳米 SiO 2 228.7%，断裂伸长率分别提高了 52.7 %、72.6 %、
表面含有丰富的羟基，有助于吸附缠结更多 EPDM 65.4%。然而，当 KKNFs 的用量增长到 7 份时，纳米
分子链，使橡胶链段在受到外力影响时滑移受阻，从 纤维对复合材料的力学性能产生不利影响。这是由于
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而提高拉伸性能。5-KKNFs SiO 2 /EPDM 的拉伸强 纳米纤维在 EPDM 基体内部因纳米尺寸产生团聚，受
度和断裂伸长率与 EPDM 相比分别提升 235.5% 和 到外力作用时不能顺利传递载荷，导致应力集中，进
65.4%，复合材料的力学性能进一步提升。这是由于 一步成为缺陷，导致拉伸强度与断裂伸长率均有下降。
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2026 第 52 卷 ·53·
