文章重要内容

     中国科学院长春应用化学研究所崔冬梅研究员团队通过硅氢化反应精准合成硅烷封端液体聚丁二烯橡胶，并将其作为界面改性剂应用于二氧化硅填充的丁苯橡胶/顺丁橡胶(SBR/BR)复合材料中，显著改善了填料分散性，提升了复合材料的力学性能、动态机械性能和耐磨性，为实现绿色轮胎高性能化提供了新策略。

文章背景

       绿色轮胎因其高耐磨、抗湿滑和低滚动阻力等显著优势，已成为轮胎工业技术创新的核心方向。丁苯橡胶(SBR)和顺丁橡胶(BR)是绿色轮胎胎面胶的常用材料，二氧化硅作为补强填料可显著降低滚动阻力并提升耐磨性。然而，二氧化硅表面高浓度硅羟基易导致填料团聚，与非极性橡胶基体相容性差，影响复合材料性能。传统硅烷偶联剂虽能改善分散性，但用量过多会释放挥发性有机物(VOCs)，且成本较高。因此，开发新型界面改性剂以增强填料-橡胶相互作用，同时兼顾环保性和经济性，成为当前研究的关键挑战。

文章概述

       最近，中国科学院长春应用化学研究所崔冬梅研究员团队通过高化学选择性的膦亚胺镁氢配合物(Mg-H)在温和条件下合成两种硅烷封端的液体聚丁二烯(SLPBs)，其合成策略如图1所示。随后，将SLPBs作为界面改性剂，应用于二氧化硅填充的SBR/BR复合材料中。SLPBs有效抑制了二氧化硅团聚，填料分散均匀，团聚体尺寸从未改性时的2–4 μm降至1 μm以下(图2)。

图1 烷基封端液体聚丁二烯的合成路径

图2 SBR/BR橡胶复合材料的扫描电子显微镜图

      此外，研究还发现，SLPBs的引入能够显著提升复合材料的综合力学性能。当TESLPB的添加量为3份时，材料性能达到最优：拉伸强度提升至19.0 MPa，较未改性的SR-1样品大幅提高了93%；断裂伸长率达到1702%，撕裂强度为65.4 N/mm，具体数据如图3所示。与此同时，材料的阿克隆磨耗性能与滚动阻力也得到同步优化（图4，图5）。随着SLPBs添加量的继续增加，复合材料各项性能呈现逐渐下降的趋势，但其整体表现仍优于使用传统硅烷偶联剂的对比样品。这些结果说明，SLPBs可在较低用量的条件下，有效替代传统硅烷偶联剂，在实现界面强化的同时，兼具更优异的综合性能。

图3 SBR/BR橡胶复合材料SR-1至SR-8的拉伸曲线

图4 SBR/BR橡胶复合材料SR-1至SR-8的 tanδ 对温度的依赖性

图5 SBR/BR橡胶复合材料的阿克隆磨耗

该研究通过分子设计实现了液体橡胶的精准功能化，为高分子复合材料界面工程提供了新思路。

本文为“庆祝蹇锡高院士80华诞”专辑特约稿件，发表在《高分子学报》2026年第1期。论文第一作者为中国科学院长春应用化学研究所李敏，通信联系人为崔冬梅研究员。

引用本文

李敏, 刘新立, 崔冬梅. 硅烷封端液体聚丁二烯对二氧化硅填充丁苯橡胶/顺丁橡胶复合材料性能的影响. 高分子学报, 2026, 57(1), 119-128.Li, M.; Liu, X. L.; Cui, D. M. Effect of silane terminated liquid polybutadiene on the properties of silica- filled styrene-butadiene rubber/butadiene rubber composites. Acta Polymerica Sinica (in Chinese), 2026, 57(1), 119-128.