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需求背景

橡胶材料的基本组成：橡胶是一种由弹性聚合物组成的材料。常用的橡胶材料包括天然橡胶和合成橡胶。天然橡胶主要来自橡胶树的乳液，而合成橡胶则是通过化学合成得到的。

功能性添加剂：为了改善橡胶材料的性能，常向橡胶中添加各种功能性添加剂。例如，填料（如炭黑、硅石等）可以增强橡胶的机械强度和耐磨性；增塑剂可以提高橡胶的柔韧性和可加工性；防老剂可以延长橡胶的寿命等。

交联剂和交联技术：橡胶材料的弹性和耐久性主要依赖于交联结构。交联剂可以通过与橡胶中的聚合物链发生反应形成交联结构，提高橡胶的强度和耐用性。常用的交联剂包括硫化剂、过氧化物和辐射等，而交联技术包括硫化、热交联和电子束辐照等方法。

高性能添加剂：为了进一步提高橡胶材料的性能，研究人员还在配方中添加了一些新型高性能添加剂。例如，纳米材料（如纳米硅、纳米氧化锌等）可以改善橡胶的增强效果和耐久性；功能性聚合物可以增加橡胶的粘附性和耐化学腐蚀性等。

需解决的主要技术难题

耐热性和耐久性：橡胶制品在高温和恶劣环境下的使用要求具备优异的耐热性和耐久性。如何选择、设计和合理配置橡胶配方中的材料，以提高橡胶制品的耐热性和耐久性，是一个关键的技术难题。这可能涉及添加高温稳定剂、增强剂和抗氧剂等物质，以延长橡胶制品的使用寿命。

抗老化性能：长期使用和暴露在环境中，橡胶制品容易受到氧化、臭氧、紫外线辐射等因素的影响而发生老化。因此，研发具有出色抗老化性能的橡胶配方，以延缓橡胶制品的老化过程，是一个重要的技术难题。其中需要考虑使用抗氧剂、紫外线吸收剂、防臭氧剂等添加剂，同时进行合理的工艺控制。

强度和硬度平衡：橡胶制品需要在不同应力和环境下具备合适的强度和硬度特性。如何在橡胶配方中平衡强度和硬度，以满足不同应用领域的要求，是一个具有挑战性的技术难题。这可能涉及到选择合适的增强剂、填充剂和交联体系，通过调整配方比例和工艺参数来实现所需的力学性能。

粘附性能：一些应用中，橡胶制品需要与其他材料进行粘接，例如胶粘剂或金属。良好的粘附性能是至关重要的。因此，开发出具有优异粘附性能的橡胶配方，以确保橡胶与其他材料之间的牢固粘接，是一个具有挑战性的技术难题。在配方中可能需要添加粘附剂和增强剂，同时进行合适的加工和处理。

期望实现的主要技术目标

应用状态下，橡胶寿命达到10年以上。应用过程中不龟裂，永久形变小。

需求解析

解析单位：“科创中国”天津中科院先进科技成果技术转移转化专业科技服务团（天津中科先进技术产业有限公司） 解析时间：2023-08-30

吴正斌

天津中科先进院

院长

综合评价

需求清晰，高性能长寿命橡胶配方的研究需要开发出耐久性、耐磨损、耐老化等优异性能的橡胶材料，以满足各种严苛环境和应用的需求，高性能长寿命橡胶配方研究面临一些挑战和难点，这些难点需要克服才能成功地开发出具有优异性能的橡胶材料，如：复杂的材料体系、不同材料性能平衡、耐老化性能的预测、界面改性的挑战、复杂的加工工艺、填料分散性的控制、长期稳定性的验证等，需要跨学科领域的专家共同研究。

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