偶联剂Si69的“桥梁”原理

在加热条件下，偶联剂Si69的硅氧烷基团会发生水解反应，生成—SiOH，而—SiOH之间会发生缩合反应，脱水形成低聚硅氧烷；低聚硅氧烷中含有大量未反应的—SiOH，其会与无机材料表面的—OH形成分子间氢键，产生初步结合；其后，偶联剂Si69与无机材料表面的—OH发生脱水反应，生成共价键，以分子链的形式完成偶联剂与无机材料表面的连接。而偶联剂Si69中的硫原子参与胶料的硫化反应，与橡胶连接。因此，偶联剂Si69成为槟榔纤维与橡胶基体之间的桥梁，使得橡胶与槟榔纤维紧密结合。

1  实验

1.1　主要原材料

天然胶乳（固形物质量分数为0. 6）和槟榔；偶联剂Si69；纳米氧化锌水分散液。

1.2　配方

天然胶乳（以干胶计）　100，炭黑N330　40，槟榔纤维　4，粘合剂RA-65　2. 5，硬脂酸　2，防老剂RD　2，纳米氧化锌　变量，偶联剂Si69　变量。

1.3　主要设备和仪器

DY-800Y型多功能制样粉碎机；QM-QX4型球磨机；0.3 L型密炼机；SK-168型开炼机；QLB-400X400X2型平板硫化机；MM4130C型无转子硫化仪和GT-7017-NM型热氧老化实验箱；UT-2060型拉力试验机；RPA2000橡胶加工分析（RPA）仪；METER-150型动态力学分析（DMA）仪；JSM-7500F型扫描电子显微镜（SEM）。

1.4　试样制备

1.4.1　槟榔纤维

对新鲜的槟榔进行初步处理，去掉果皮和核，自然晾干，然后放入粉碎机中粉碎，得到长纤维，此时得到的长纤维含有大量粉碎纤维残渣，用去离子水进行洗涤。洗涤后的长纤维放入恒温（60 ℃）干燥箱中干燥8 h。将干燥后的长纤维放入盛有NaOH溶液（固液比为1∶10）的球磨罐中，球磨4 h，将溶液过滤，得到的纤维放入恒温（60 ℃）干燥箱中干燥8 h。之后，将所得纤维放入盛有KOH溶液（固液比为1∶20）烧杯中，油浴（140 ℃）蒸煮8 h，将溶液过滤，得到的纤维放入恒温（80 ℃）干燥箱中干燥8 h。最后，得到所需槟榔纤维。

1.4.2　NR复合材料

1.4.2.1　未改性槟榔纤维的NR复合材料

未改性槟榔纤维的NR复合材料的制备工艺如下。①在天然胶乳中加入槟榔纤维，超声振荡下低速搅拌2 h，使得槟榔纤维在胶乳中充分浸润。之后，将胶乳倒入大托盘中平铺并烘干，制得槟榔纤维的NR母胶。②将母胶加入密炼机中进行混炼，加料顺序为：母胶（30 s）→炭黑和小料（2 min）→提压砣扫车（1 min）→排胶，得到一段混炼胶。③一段混炼胶与硫黄和促进剂在开炼机上混炼均匀后薄通、打三角包、下片，制得终炼胶。④终炼胶于自然状态下停放6 h后在平板硫化机上硫化....