功能材料与流变学研究室在Macromolecules上发表论文

    炭黑填充天然橡胶混炼胶（CB/NR compounds）是研究橡胶材料黏弹行为的经典体系，探讨其非线性响应机理（主要是Payne效应）具有重要的社会经济性与理论研究价值。然而填充橡胶体系组分多，结构复杂，且存在多重相互作用，目前对于其补强机理及非线性黏弹性的诸多认识仍然存在争议。

    在高填充CB/NR体系中，贯穿橡胶基体的炭黑凝胶网络（CBG network）被认为是体系微观效应的直接体现，在补强与非线性黏弹响应中占据主导地位。鉴于此，我们通过长时抽提实验获得了本体CBG样品，并系统比较了未填充塑炼胶、高填充混炼胶、本体CBG三者的动态黏弹行为。研究发现：CBG是处于Jamming态的软玻璃材料，其Payne效应的来源于应变诱导的炭黑聚集体的涨落、迁移和重排（Jamming-Dejamming转变）。高填充混炼胶的Payne效应则源于CBG网络的破坏与基体网络解缠结的协同作用，基体缠结延迟了Payne 效应的发生，并减弱了Payne 效应幅度。另外，剪切诱导的Payne效应具有明显的时间依赖性，其中，CBG网络可促进结构的快速回复，而基体橡胶发生解缠结后则对结构重建具有抑制作用。该研究成果于近期发表在Macromolecules, 2016, 49(4), 1454–1463.上。第一作者为硕士研究生甘顺昌。