针对炭黑等传统补强填料的环境污染问题,本文探讨了黑滑石替代炭黑补强氯丁橡胶的可行性。黑滑石不仅储量大、价格低,而且具有高热稳定性和优良的补强性能。本文主要对黑滑石的研磨和改性及其补强氯丁橡胶的力学性能进行研究,并分析了其补强机理。其中,主要测试仪器和表征手段为激光粒度仪、万能拉伸试验机、XRD、ATR-FTIR、XPS和SEM等,具体工作如下所示:探究了研磨和表面改性对黑滑石性能的影响,实验结果表明,黑滑石的最佳研磨时间应为120 min,无水乙醇是其良好的助磨剂,钛酸酯偶联剂NDZ-201对黑滑石的改性效果最好。此外,本文还建立了比表面积(x)与研磨功耗(W)之间的关系式,即W=Aexp(-x/B)+C,其中,A=1.2336、B=-0.074、C=0.0086。探究了改性黑滑石补强氯丁橡胶的制备工艺,实验结果表明,当改性黑滑石用量为85 g、改性剂用量为1.5 g、改性时间为30 min、促进剂DTDM和NA-22用量均为2 g时,并且放置24 h后硫化的改性黑滑石补强氯丁橡胶的力学性能最优。此外,改性黑滑石的结晶度在混炼后由75.3%降到48.7%,硫化后又恢复到73.81%,这是由于改性黑滑石在混炼过程中的剥层和硫化之后晶体结构的复原造成的。探究了纯氯丁橡胶、黑滑石补强氯丁橡胶和改性黑滑石补强氯丁橡胶之间的性能结构差异,实验结果表明,改性黑滑石补强氯丁橡胶的扭矩差最大,为13.94 d N·m;拉伸强度也最高,为16.56 MPa。此外,经表征测试分析可知,改性黑滑石是通过物理缠绕的方式与氯丁橡胶结合在一起的,而改性黑滑石补强氯丁橡胶的储能模量E’也因物理交联作用而高于黑滑石补强氯丁橡胶。