白彥江 李京超 張 茜 周鑫磊 盧詠來(lái)* 張立群

(北京化工大學(xué) 1.有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合材料國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室； 2.先進(jìn)彈性體材料研究中心， 北京 100029)

引 言

碳納米管(CNTs)是一種主要由碳元素組成的線(xiàn)性納米材料[1-3]，空管狀結(jié)構(gòu)使得其具有密度小、質(zhì)量輕的特點(diǎn)。CNTs的表面結(jié)構(gòu)類(lèi)似于彎曲石墨烯，故大多數(shù)碳原子為sp2雜化，但在CNTs的某些缺陷處也會(huì)出現(xiàn)sp3雜化的碳原子。CNTs除了具有一般碳材料的優(yōu)良性能外，還具有高強(qiáng)度，優(yōu)異的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能，以及較低的熱膨脹系數(shù)等優(yōu)點(diǎn)，因此在電子器件、催化劑和機(jī)械制造等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景[4]。其中，有關(guān)CNTs作為高分子材料增強(qiáng)組分的研究最為熱門(mén)[5-7]，但是在進(jìn)行加工時(shí)，CNTs表面能高，不易分散，使得它優(yōu)異的性能得不到充分發(fā)揮。

天然橡膠(NR)作為一種主要由順式異戊二烯構(gòu)成的天然高分子化合物，具有良好的彈性、較高的拉伸強(qiáng)度和優(yōu)良的耐屈撓性能，且具有結(jié)晶性，能自補(bǔ)強(qiáng)。但是NR的耐候性較差，在氣溫較低的環(huán)境中會(huì)發(fā)脆、變硬，使得其制品喪失使用功能。純NR的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)在-70 ℃左右，一般情況下添加填料可以提高Tg，但對(duì)NR在低溫環(huán)境下的應(yīng)用將造成不利影響。高江姍等[8]發(fā)現(xiàn)加入一定量的CNTs后橡膠復(fù)合材料的Tg出現(xiàn)小幅度上升。但仍未有人對(duì)CNTs形狀系數(shù)與Tg變化的關(guān)系作出討論。

為了充分利用CNTs的優(yōu)異性能，必須提高其分散性，通過(guò)混酸處理和預(yù)處理接枝偶聯(lián)劑的一般方法并不適用于規(guī)?；墓I(yè)生產(chǎn)。其中李昭等[9]選用了一種多壁陣列碳納米管束(CNTBs)，CNTBs結(jié)構(gòu)特殊，CNTs之間呈陣列排布；而利用CNTs與其他填料的協(xié)同作用形成雜化填料能有效降低CNTs在橡膠基體中的團(tuán)聚[8-11]，即選用特殊結(jié)構(gòu)的CNTs和將CNTs與炭黑等其他填料并用這兩類(lèi)簡(jiǎn)單易行的方法，在不同形狀系數(shù)填料之間形成匹配，降低了材料孔隙率，增加了其堆積密度[12]，因而更適合工業(yè)化生產(chǎn)。

本文應(yīng)用幾種已經(jīng)工業(yè)化生產(chǎn)且價(jià)格低廉的CNTBs，重點(diǎn)研究了不同長(zhǎng)徑比和不同用量的CNTBs與炭黑N234并用對(duì)天然橡膠復(fù)合材料導(dǎo)熱性能和動(dòng)態(tài)力學(xué)性能的影響。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要原料

天然橡膠(云標(biāo)1號(hào))，云南西雙版納國(guó)營(yíng)東方農(nóng)場(chǎng)；炭黑(N234)，美國(guó)卡博特公司；多壁陣列碳納米管束GT- 205、GT- 210、GT- 211，管徑依次為7～15 nm、10～20 nm和15～30 nm，山東晶石大展納米科技有限公司；多壁陣列碳納米管束(Flotube7000)，管徑為7～11 nm，江蘇天奈材料科技有限公司；以上4種CNTBs長(zhǎng)度均大于5 μm。

1.2 實(shí)驗(yàn)配方

實(shí)驗(yàn)中所用的配方如表1所示，CNTBs分別使用Flotube 7000、GT- 205、GT- 210和GT- 211這4種牌號(hào)，其中phr表示相對(duì)于每100份以質(zhì)量計(jì)量的橡膠添加的份數(shù)。

表1 實(shí)驗(yàn)配方Table 1 Experimental formulation

1.3 設(shè)備和儀器

PolyLab QC哈克旋轉(zhuǎn)流變儀，德國(guó)HAAKETM公司；X(S)K- 160雙輥開(kāi)煉機(jī)，上海橡膠機(jī)械廠；XLB- 350×350平板硫化機(jī)，湖州機(jī)械有限公司；TENSOR27紅外光譜儀，德國(guó)布魯克公司；S- 4700掃描電子顯微鏡(SEM)，日本日立公司；ESCALAB250 型X射線(xiàn)光電子衍射儀(XPS)，美國(guó)Thermo Fisher Scientific公司；RPA2000橡膠加工分析儀，美國(guó)ALPHA公司；VA3000動(dòng)態(tài)熱機(jī)械分析儀(DMA)，法國(guó)01db公司；RH- 2000N橡膠壓縮生熱試驗(yàn)機(jī)，臺(tái)灣高鐵檢測(cè)儀器公司；MZ- 4060輥筒式(DIN)磨耗機(jī)，MH- 74阿克隆磨耗機(jī)，江蘇明珠試驗(yàn)機(jī)械有限公司；TPS 2500S導(dǎo)熱系數(shù)儀，瑞典Hot Disk公司。

1.4 試樣制備

將云標(biāo)1號(hào)NR在開(kāi)煉機(jī)上薄通后加至密煉機(jī)中，之后依次加入氧化鋅和硬脂酸，防老劑4020、防老劑RD和微晶石蠟，N234和CNTBs，混煉8 min，排膠停放8 h以上，再通過(guò)二段雙輥混煉依次加入促進(jìn)劑NS和硫磺，得到混煉膠?；鞜捘z停放16 h后在硫化儀上測(cè)定硫化特性曲線(xiàn)，確定t90(從膠料加熱硫化開(kāi)始到扭矩上升至最大值的90%所需要的時(shí)間)，然后在平板硫化機(jī)上硫化，硫化條件為143 ℃/15 MPa×15 MPa×(t90+3)。

1.5 測(cè)試分析

1.5.1CNTBs的測(cè)試分析

將CNTBs取少量粘在樣品臺(tái)，將電子束固定在試樣上進(jìn)行SEM形貌表征和XPS元素含量分析；取少量CNTBs和溴化鉀粉末按質(zhì)量比1∶100在瑪瑙研缽中充分研磨并混合均勻，轉(zhuǎn)入模具中在壓片機(jī)上壓制成片進(jìn)行紅外表征，波數(shù)范圍為4 000～400 cm-1。

1.5.2CNTBs/N234并用NR復(fù)合材料的測(cè)試分析

使用RPA2000橡膠加工分析儀對(duì)混煉膠進(jìn)行應(yīng)變掃描，以測(cè)試混煉膠的Payne效應(yīng)和硫化膠60 ℃下7%應(yīng)變的tanδ，測(cè)試條件：混煉膠60 ℃，頻率1 Hz，應(yīng)變范圍0.28%～400%；硫化膠60 ℃，頻率10 Hz，應(yīng)變范圍0.28%～42%。

使用動(dòng)態(tài)熱機(jī)械分析儀，取長(zhǎng)20 mm、寬10 mm、厚2 mm左右的硫化膠片在0 ℃下進(jìn)行溫度掃描以測(cè)試tanδ和Tg，測(cè)試條件：拉伸模式，頻率10 Hz，應(yīng)變0.3%，升溫速率3 ℃/min，溫度范圍-80～80 ℃。

將橡膠硫化成型以測(cè)試硫化膠的壓縮生熱，測(cè)試條件：應(yīng)力1 MPa，時(shí)間25 min，頻率30 Hz，沖程4.45 mm，溫度55 ℃。

橡膠的磨耗性能使用阿克隆磨耗機(jī)和輥筒式磨耗機(jī)分別按照GB/T1689—1998和GB/T9867—1988進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果取體積磨耗，單位分別為cm3/1.61 km和cm3。

2 結(jié)果與討論

2.1 CNTBs的微觀形貌及化學(xué)組成

從SEM圖(圖1)中可以觀察到4種CNTBs在同一尺度下基本保持取向性，碳管結(jié)構(gòu)相對(duì)完整，其中Flotube7000的結(jié)構(gòu)最為規(guī)整，且管徑的大小較為穩(wěn)定。利用ImageJ軟件在每種牌號(hào)CNTBs的SEM圖中取100個(gè)測(cè)量位點(diǎn)計(jì)算CNTBs的外管直徑平均值，得到這4種CNTBs的管徑直方分布，如圖2所示。

從圖2中可以看出GT- 205、GT- 210、GT- 211這3種CNTBs管徑依次增大(統(tǒng)計(jì)后得到的平均值分別為14.2、19.2 nm和26.3 nm)，隨著管徑的增大，管徑最大分布差值也隨著增加，即管徑的多分散狀態(tài)更加明顯，而Flotube7000無(wú)論是從管徑還是管徑的多分散度上都相對(duì)較小，其管徑平均值為10.7 nm。一般而言同一填料尺寸分布適中時(shí)對(duì)復(fù)合材料力學(xué)性能的貢獻(xiàn)最大[13]，尺寸分布較大的填料雖然會(huì)給材料加工帶來(lái)便利，提高填料的分散度，但是填料中的大尺寸部分會(huì)使復(fù)合材料更容易產(chǎn)生應(yīng)力集中進(jìn)而生成缺陷的可能性增多，從而發(fā)生破壞現(xiàn)象。

從表2的XPS元素含量分析可知，F(xiàn)lotube7000和GT- 205中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比其他兩種CNTBs要高，而Flotube7000的氧含量較低，說(shuō)明其結(jié)構(gòu)更為規(guī)整；GT- 210和GT- 211中的碳含量基本持平，但是GT- 210的氧含量更高，說(shuō)明其表面上含氧基團(tuán)更多。

表2 CNTBs的XPS分析結(jié)果Table 2 XPS characterization of the elemental composition of CNTBs

2.2 CNTBs/N234并用NR復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能

從表3可以看出，隨著CNTBs用量增多，膠料的熱導(dǎo)率明顯增大，且CNTBs管徑越小，熱導(dǎo)率增大幅度越大。與N234炭黑膠料相比，添加6phr的Flotube 7000熱導(dǎo)率提升幅度最高，達(dá)到27.2%，此時(shí)熱導(dǎo)率為0.365 W/(m·K)。CNTBs是多根CNT定向平行排列的集束狀，在加工過(guò)后依舊能保持一定的集束狀形態(tài)，有利于搭接導(dǎo)熱通路，完善導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)。但是隨著CNTBs管徑的增大，在單位體積上搭接的CNTBs減少，而且與炭黑形成雜化填料可促進(jìn)CNTBs分散，使得搭接的CNTBs在原有基礎(chǔ)上更少，故出現(xiàn)CNTBs管徑越大，加入同等份數(shù)的膠料時(shí)導(dǎo)熱率越小的情況。

表3 CNTBs/N234并用NR復(fù)合材料的熱導(dǎo)率Table 3 Thermal conductivity of CNTBs/N234/NR composites

以管徑分布直方圖(圖2)中得到的每種CNTBs的管徑平均值作為自變量，作出CNTBs管徑與熱導(dǎo)率的非線(xiàn)性關(guān)系式，將不含CNTBs的純炭黑N234膠料等同于管徑為0，由此得到管徑與熱導(dǎo)率關(guān)系示意圖，如圖4所示。

CNTBs添加量分別為2、4 phr和6 phr復(fù)合材料的熱導(dǎo)率非線(xiàn)性擬合公式如式(1)、(2)和(3)所示。

N234 48phr/CNTBs 2phr

(1)

N234 44phr/CNTBs 4phr

(2)

N234 40phr/CNTBs 6phr

(3)

式中，d為CNTBs管徑，nm；λ為CNTBs/N234并用NR復(fù)合材料熱導(dǎo)率，W/(m·K)。

由非線(xiàn)性擬合公式計(jì)算得到的CNTBs/N234并用NR復(fù)合材料的熱導(dǎo)率與實(shí)測(cè)熱導(dǎo)率的誤差分析如表4所示。

從表4中可以看出，由擬合計(jì)算得到的熱導(dǎo)率與實(shí)測(cè)值最大誤差為1.38%，最小誤差為0.03%，其他誤差在0.03%～1.38%之間不等，這顯示出CNTBs/N234并用NR復(fù)合材料的熱導(dǎo)率具有一定的規(guī)律性。目前世界上最細(xì)的CNT直徑幾乎比石墨層間距還小，與尼龍等高分子的尺寸幾乎相同，直徑僅為0.43 nm[14]，而一般的CNTBs直徑要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于這個(gè)尺寸。本文中的熱導(dǎo)率公式雖然在0

表4 CNTBs/N234并用NR復(fù)合材料熱導(dǎo)率擬合值與誤差分析Table 4 Fitting value and error analysis of the thermal conductivity of CNTBs/N234/NR composites

分析擬合公式可知，隨著CNTBs管徑增大，表面無(wú)定形碳增多，函數(shù)值在3 nm≤d≤30 nm出現(xiàn)下降；同種CNTBs隨著用量增大，函數(shù)的一次項(xiàng)系數(shù)絕對(duì)值增大，即在3 nm≤d≤30 nm范圍內(nèi)函數(shù)斜率增大，熱導(dǎo)率隨管徑下降得更明顯；且隨CNTBs用量增大，常數(shù)項(xiàng)也隨之增大，即函數(shù)整體向上移動(dòng)。

2.3 CNTBs/N234并用NR復(fù)合材料的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能

從表5和圖5可知，隨著CNTBs用量增大，ΔG′(Payne效應(yīng)一般用混煉膠應(yīng)變掃描中的儲(chǔ)能模量差值ΔG′=G′0-G′∞來(lái)表征，儲(chǔ)能模量是復(fù)數(shù)模量的實(shí)數(shù)部分)也逐漸增大。納米填料增多使得填料網(wǎng)絡(luò)生成的概率更大，而填料網(wǎng)絡(luò)的生成會(huì)使混煉膠模量上升；隨著應(yīng)變的增大，填料網(wǎng)絡(luò)遭到破壞，因此G′下降比較大，除此之外，CNTBs表面的含氧基團(tuán)與NR橡膠分子上的氨基若形成氫鍵并遭到破壞時(shí)，也會(huì)導(dǎo)致G′下降。

表5 CNTBs/N234并用NR復(fù)合材料動(dòng)態(tài)力學(xué)性能參數(shù)Table 5 Dynamic mechanical property parameters of CNTBs/N234/NR composites

對(duì)比不同CNTBs混煉膠的應(yīng)變掃描結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，隨著CNTBs長(zhǎng)徑比的增大，材料的Payne效應(yīng)有顯著變化。如圖5所示，GT- 205、GT- 210和GT- 211這3種CNTBs長(zhǎng)徑比依次減小，ΔG′依次減小，但都要比純炭黑N234膠料的要大；Flotube7000雖然在其中管徑最小，但由于其氧含量較低，與NR橡膠分子形成的氫鍵也相對(duì)較少，故在相同應(yīng)變下其混煉膠的G′要比GT- 205的更小。

有前期實(shí)驗(yàn)表明，溫度范圍在50～80 ℃、頻率范圍在10～100 Hz時(shí)的tanδ與材料的滾動(dòng)阻力有良好的相關(guān)性[15]，所以選擇用RPA2000橡膠加工分析儀在60 ℃、10 Hz條件下對(duì)硫化橡膠進(jìn)行測(cè)試。由于橡膠內(nèi)損耗的根本原因來(lái)自于填料聚集體之間或填料與橡膠分子間的內(nèi)摩擦，經(jīng)過(guò)硫化后形成的交聯(lián)鍵使得橡膠中填料與填料之間的內(nèi)摩擦大大降低，而CNTBs作為納米填料在橡膠中不易分散均勻，所以將CNTBs替代部分炭黑，利用雜化填料作用來(lái)隔離CNTBs以提高分散。

從表5得知，隨著CNTBs用量增大，雜化填料作用隔離納米填料的效果在減弱，在7%應(yīng)變tanδ上與純炭黑N234膠料相比提升了2%～20%之間不等。從表5和圖6得知，不同CNTBs隨長(zhǎng)徑比減小，填料尺寸更均一化，CNTBs更容易通過(guò)雜化填料作用均勻分散在橡膠基體中，則tanδ更??；添加6 phr的Flotube7000膠料的損耗因子要比添加相同質(zhì)量份數(shù)的GT- 205和GT- 210膠料的更小，主要是因?yàn)槠浔砻鏉崈?，無(wú)定形碳很少，含氧基團(tuán)與橡膠分子發(fā)生化學(xué)結(jié)合的概率更高，在高頻較大應(yīng)變下很難發(fā)生斷裂，填料和橡膠分子出現(xiàn)滯后的概率小，且滯后幅度要比純物理作用短。

抗?jié)窕阅苤饕从称?chē)在行駛中輪胎的安全性。在干燥路面上行駛時(shí)，輪胎與路面產(chǎn)生摩擦，所以車(chē)輛有著較好的抓地力，而在雨雪天氣行駛時(shí)，輪胎與路面之間會(huì)有水膜存在，摩擦力降低，車(chē)輛抓地力下降。目前評(píng)價(jià)抗?jié)窕缘姆椒ǔ媚Σ料禂?shù)儀之外，還用DMA進(jìn)行溫度掃描，0 ℃下頻率一定時(shí)具有較高tanδ值的胎面橡膠材料通常具有較好的抗?jié)窕阅躘16]。除此之外，通過(guò)DMA溫度掃描得到的Tg峰值能表征材料在玻璃化轉(zhuǎn)變時(shí)損耗的能量，也與橡膠的阻尼性能有一定的關(guān)聯(lián)性。

從表5中可以看到，0 ℃時(shí)的tanδ隨著CNTBs添加量的增多而提高。添加CNTBs可提高膠料的抗?jié)窕阅埽以谔砑恿繛? phr時(shí)tanδ達(dá)到最大，但是不同CNTBs的tanδ變化不明顯。DMA是在小應(yīng)變條件下進(jìn)行的測(cè)試，橡膠基體中填料間由物理作用形成的填料網(wǎng)絡(luò)和橡膠交聯(lián)鍵破壞程度小，雖然不同長(zhǎng)徑比的CNTBs形成的填料網(wǎng)絡(luò)不同，但是都未遭到較大破壞，所以滯后損耗都相對(duì)較小。

從表5和圖7可知，添加CNTBs使得橡膠的損耗因子峰右移、Tg增大，且Tg所對(duì)應(yīng)的損耗因子減小。N234炭黑橡膠的Tg在-47～-48 ℃，損耗因子峰峰值在0.77～0.79，當(dāng)加入GT- 205、GT- 210和Flotube7000后，與N234炭黑橡膠相比，混煉膠的Tg升高至-44～-42 ℃，損耗因子峰峰值降低至0.62～0.72。這表明CNTBs的加入在增強(qiáng)了填料網(wǎng)絡(luò)的同時(shí)，也牽制了橡膠分子的運(yùn)動(dòng)，當(dāng)橡膠由玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變到橡膠態(tài)時(shí)出現(xiàn)鏈段運(yùn)動(dòng)受限，需要在更高溫度下進(jìn)行玻璃化轉(zhuǎn)變，因此Tg升高；而且長(zhǎng)徑比越大的CNTBs越能牽制橡膠分子活動(dòng)，因此其Tg上升越多；但填料總量在不斷減少，故玻璃化轉(zhuǎn)變時(shí)需要的能量減少，阻尼性能下降；另一方面添加CNTBs牽制運(yùn)動(dòng)單元活動(dòng)，運(yùn)動(dòng)單元的減少也會(huì)使橡膠分子在動(dòng)態(tài)工況下產(chǎn)生較小的能量損失[17]，從而使得損耗峰下降。GT- 211長(zhǎng)徑比小且表面無(wú)定形碳多，與橡膠分子物理連接較多，不能有效牽制橡膠分子運(yùn)動(dòng)，Tg變化不大，但填料總量下降導(dǎo)致玻璃化轉(zhuǎn)變所需能量減少，所以出現(xiàn)了和前面幾種CNTBs一樣的損耗峰下降的現(xiàn)象。

表6是CNTBs用量對(duì)于CNTBs/N234并用NR復(fù)合材料動(dòng)態(tài)壓縮生熱性能的影響。從表6中可以看到，隨著CNTBs用量增大，壓縮疲勞溫升也逐漸增大，溫升最大提高15 ℃左右，同時(shí)靜壓縮率和初動(dòng)壓縮率下降，終動(dòng)壓縮率和壓縮永久變形率升高，壓縮永久變形率最高達(dá)18.6%。疲勞溫升和永久變形率隨著CNTBs用量增大而提高，是由于CNTBs作為納米填料不易分散而形成了填料網(wǎng)絡(luò)，填料之間摩擦嚴(yán)重；其次CNTBs較高的比表面積和其表面存在的無(wú)定形碳使得其與橡膠分子相互作用較差進(jìn)而易遭到破壞，材料產(chǎn)生滯后損耗；除此之外，含CNTBs膠料的導(dǎo)熱性要比純炭黑N234膠料的好，試樣內(nèi)部產(chǎn)生的損耗熱量能有效導(dǎo)出，故底部溫升逐漸提高。

表6 CNTBs/N234并用NR復(fù)合材料壓縮疲勞性能參數(shù)Table 6 Compression fatigue parameters of CNTBs/N234/NR composites

2.4 CNTBs/N234并用NR復(fù)合材料的磨耗性能

由圖8可以看到，隨著CNTBs用量增大，DIN磨耗的相對(duì)磨耗體積大致不變，在0.13～0.14 cm3區(qū)間浮動(dòng)，CNTBs/N234并用NR復(fù)合材料的阿克隆磨耗除加入量為6 phr時(shí)明顯有磨耗體積突升外，其余加入量下變化不大。DIN磨耗的有效載荷要比阿克隆磨耗的載荷小，故在小載荷下，磨耗體積相差不明顯；在大載荷下，隨著CNTBs用量增大，N234用量減少，填料總用量減少，單位填料與橡膠形成的結(jié)合膠要更多，CNTBs雖比表面積大，但因其表面活性和無(wú)定形碳的存在導(dǎo)致與橡膠形成的有效結(jié)合并不多，故少量加入CNTBs時(shí)磨耗體積的變化不明顯，當(dāng)CNTBs使用量超過(guò)一定范圍，CNTBs長(zhǎng)徑比越小，比表面積越低，單位填料與橡膠形成的結(jié)合膠和CNTBs較差的結(jié)合效果此消彼長(zhǎng)?？梢园l(fā)現(xiàn)由于GT- 211的石墨化程度較低，其與橡膠的有效結(jié)合是這4種CNTBs中最差的，故加入6phr GT- 211膠料的阿克隆磨耗體積最大。

3 結(jié)論

(1)Flotube7000、GT- 205、GT- 210和GT- 211這4種CNTBs管徑依次增大，即長(zhǎng)徑比依次減小，管徑尺寸分布增加，即表現(xiàn)出管徑的多分散性，有利于復(fù)合加工，降低加工消耗能源，提升材料的動(dòng)態(tài)性能，減少材料在動(dòng)態(tài)工況下的生熱及損耗。

(2)對(duì)復(fù)合材料導(dǎo)熱率隨CNTBs管徑的變化進(jìn)行非線(xiàn)性曲線(xiàn)擬合，將純炭黑膠料等價(jià)于管徑為0的CNTBs，得到了一個(gè)隨著管徑增大熱導(dǎo)率逐漸減小的規(guī)律，但是由于理論和實(shí)際的差別，該類(lèi)公式只適用于純炭黑膠料和含較大尺寸CNTBs膠料熱導(dǎo)率的對(duì)比和趨勢(shì)預(yù)測(cè)，適用范圍為3 nm≤d≤30 nm。

(3)添加CNTBs的NR復(fù)合材料整體動(dòng)態(tài)力學(xué)性能隨著CNTBs用量和長(zhǎng)徑比的增大而下降，具體表現(xiàn)在硫化膠7%應(yīng)變掃描下tanδ逐漸增大，材料壓縮疲勞底部溫升隨之提高，其中一個(gè)重要原因是CNTBs用量和長(zhǎng)徑比的增大會(huì)使其難以形成良好的分散，在動(dòng)態(tài)工況下內(nèi)部生熱嚴(yán)重；材料的Tg峰位向高溫方向移動(dòng)且峰高下降，這主要是由填料總量下降和橡膠分子鏈段運(yùn)動(dòng)受限引起，其中CNTBs長(zhǎng)徑比越大，Tg上升越明顯；除此之外，隨著CNTBs用量和長(zhǎng)徑比的增大，材料的磨耗性能也出現(xiàn)下降，該現(xiàn)象在阿克隆磨耗測(cè)試中更明顯，雖然填料質(zhì)量下降使得單位填料形成的結(jié)合膠更多，但由于表面活性的影響使得CNTBs不能形成與炭黑N234一樣的有效結(jié)合，故材料磨耗性能下降。