乙烯-醋酸乙烯酯共聚物作为多功能相容剂实现废橡胶在制鞋业中的高值化循环利用

针对废橡胶粉(RRP)与橡胶基质界面相容性差导致力学性能下降的难题，研究人员创新性采用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)作为非反应型多功能相容剂，成功制备出含30 phr RRP的NR/BR/EVA硫化胶，其拉伸强度达10.8 MPa、断裂伸长率498%，各项指标均满足HG/T 3082-2022鞋底工业标准，为废橡胶高值化利用提供了绿色解决方案。

　　

随着全球汽车保有量激增，废旧轮胎引发的"黑色污染"日益严峻。每年约5亿条不可降解轮胎被随意丢弃，传统焚烧处理方式因环境问题受到严格限制。尽管废橡胶粉(RRP)在建材领域已有应用，但其在高价值橡胶制品（如轮胎、鞋底）中的使用仍面临重大挑战——RRP与橡胶基质的界面不相容会导致复合材料出现裂纹和空隙，严重损害力学性能。现有化学改性方法虽能改善相容性，但存在工艺复杂、能耗高、产生化学废液等缺陷。

四川大学的研究团队另辟蹊径，利用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)的非反应型相容特性，开发出高性能NR/BR/EVA橡胶共混体系。该研究通过平板硫化机制备含不同比例RRP的硫化胶，并采用鞋模压制成鞋底成品。结果表明，EVA的引入不仅延长焦烧时间t_S2
、优化正硫化时间t₉₀
，还显著改善相分离现象，使含30 phr RRP的硫化胶在老化后仍保持10.8 MPa拉伸强度和36.6 N/mm撕裂强度，完全达到鞋底工业标准。相关成果发表于《Polymer》期刊。

关键技术包括：RRP粒径表征（59-368 μm）、转矩流变仪分析硫化特性、扫描电镜观察形貌、热重分析评估热稳定性，以及万能材料试验机测试力学性能。

【材料特性】
RRP粒径分布分析显示其主成分为NR、BR和SBR，含少量二氧化硅和氧化锌。EVA的熔融温度（84°C）和高分子链流动性使其在150°C加工时发挥润滑作用。

【硫化行为】
EVA使NR/BR混炼胶的t_S2
从2.4 min延长至3.1 min，同时将t₉₀
缩短至9.8 min，形成更安全的加工窗口。

【力学性能】
含30 phr RRP的NR/BR/EVA硫化胶展现优异综合性能：邵氏A硬度71.5，500%定伸应力4.2 MPa，较未添加EVA体系提升约40%。

【老化稳定性】
经过热氧老化，EVA改性体系的性能保留率超过85%，远高于对照组。

该研究突破性地证实EVA可通过氢键网络和机械剪切协同作用桥接RRP与橡胶基质，不仅为制鞋业提供符合工业标准的再生材料解决方案，更开创了废橡胶高值化利用的新范式。通过简化工艺流程、避免化学改性污染，该技术完美契合循环经济理念，有望推动全球每年数百万吨废轮胎资源向高端产品转化。研究团队特别指出，EVA的润滑作用可降低加工能耗，其与二氧化硅的协同效应还能进一步提升制品的耐磨性，这对需要承受复杂应力作用的鞋底产品尤为重要。