不饱和羧酸盐分子具有离子键和不饱和双键，能明显提高过氧化物硫化橡胶的交联效率和交联密度，当其用量超过10份时，对橡胶具有显著的补强效果。甲基丙烯酸锌填充的NBR、氢化丁腈橡胶（HNBR）和EPDM等具有优异的物理性能、独特的松弛特性和艳丽的色彩[21] ，其中ZDMA填充的HNBR具有高模量、高强度、高抗撕裂、高耐磨、高耐热和耐有机溶剂等特性，是生产高品级工业胶辊、密封件和坦克履带衬垫的理想材料。ZDMA补强橡胶时，一方面生成橡胶—金属离子交联键，另一方面在过氧化物自由基引发下自身发生均聚反应，生成聚甲基丙烯酸锌纳米网络结构，这是ZDMA能够发挥补强作用的主要原因[21]。论文网

1.4.2原位生成甲基丙烯酸锌(ZDMA)

（1）原位合成法简介

原位合成法是一种最近发展起来制备复合材料的新方法。其基本原理是利用不同元素或化学物之间在一定条件下发生化学反应，而在金属基体内生成一种或几种陶瓷相颗粒，以达到改善单一金属合金性能的目的。通过这种方法制备的复合材料，增强体是在金属基体内形核、自发长大，因此，增强体表面无污染，基体和增强体的相溶性良好，界面结合强度较高。同时，不像其它复合材料，省去了繁琐的增强体预处理工序，简化了制备工艺。

原位反应制备金属基复合材料是在一定条件下，依靠合金成分设计, 在合金体系内发生化学反应生成一种或几种高硬度、高弹性模量的陶瓷或金属间化合物增强体, 而达到增强基体目的的工艺方法。

（2）原位生成甲基丙烯酸锌(ZDMA)

弹性体的增强和塑料增韧一样重要。众所周知，纳米填料如炭黑，气相二氧化硅或沉淀二氧化硅和纳米分散粘土可大大增强弹性体。近几年，不饱和羧酸的金属盐作为弹性体的活性填料不断增加，其已经成为获得持续增强材料的一种新途径[22-24]。而补强的效果取决于基质弹性体的种类和盐的种类[25-50]。

20世纪80年代后期首次发现ZDMA对补强HNBR的显著增强作用。现在，由于HNBR / ZDMA优异的整体性能，人们制造了很多工业产品，如具有优良的强度和耐磨性的坦克履带橡胶垫的制造，用于油田和汽车的组件的制造[24,25,44-46]。

Nomura等人[48]最早研究了在过氧化硫化的过程中，HNBR基体中聚甲基丙烯酸锌离子簇的纳米分散过程，并且指出ZDMA的原位聚合过程中生成了离子簇结构。根据前人的研究，影响ZDMA补强的弹性体的微纳米结构转变和性能的因素很多。Klingender等人[25]发现，高极性的基质，橡胶和自由基间合适的反应和橡胶的拉伸诱导结晶可能是提高ZDMA补强效果的重要因素。Saito等人[47]研究了ZDMA在HNBR中的聚合行为，发现ZDMA的转变随过氧化物浓度的增加而增加，但是很难超过90%。Ikeda等人[27-29]指出聚甲基丙烯酸锌的分子量和接枝率取决于HNBR中双键的含量。Lu等人[40,49,50]指出离子簇的面积随ZDMA填充量的增加而增加，而随着过氧化物含量的增加而减少。对于高饱和度的弹性体基质，在开始固化时，大多数过氧化物自由基进攻ZDMA单体来引发单体的原位聚合反应，同时，聚甲基丙烯酸锌的离子簇面积增加。多项研究[25,35,38,41,44]报道指出通过氧化锌和甲基丙烯酸的中和反应原位制备的ZDMA比直接添加ZDMA能够实现更高的转化率，并且用这种方法制备的ZDMA补强弹性体表现出更好的机械性能。

1.4.3甲基丙烯酸锌(ZDMA)对HNBR及其共混胶性能的影响

1.5  本课题的目的、意义及主要研究内容

这几年随着人们对环境保护的要求逐渐提高，环保的理念逐渐深入实际应用和工业设计中。然而，传统的橡胶补强材料诸如炭黑，白炭黑等，虽然能够有效地提高橡胶基体的力学性能，但是这类填料也存在一些缺点：（1）加工污染严重；（2）加工时间长，能耗大；（3）以炭黑补强的橡胶制品色调单一；（4）炭黑对石油资源具有依赖性，白炭黑还不能完全取代或者代替炭黑，而且价格较高。