表7-21 配方A、B的物理机械性能
在配方中掺用胶粉后拉伸强度下降是由于复合胶料硫化后存在一个交联梯度，形成了一个薄弱的应力集中区，即图7-1中的欠硫层B，在拉伸过程中，该层面容易产生裂纹，随着胶料应变的进一步增大，欠硫层产生的裂纹增多，最后由于应力集中靠近胶粉粒子的部分（即欠硫层B）断裂。
胶料的撕裂性能是材料中裂纹或裂口迅速扩大开裂而导致破坏的现象。撕裂一般沿着分子链数目最少即阻力最小的路径发展。在胶料中加入胶粉，随胶粉粒径的减小，胶料的撕裂性能提高。
从表7-22可以看出，配方B的DIN磨耗性能较差，压缩生热底部温升比A配方高6℃，压缩变形大，容易使胶料温升提高，影响胶料的耐老化性能。老化后B配方表现出相同的趋势。
表7-22 配方A、B的压缩生热、磨耗性能
胶粉对胶料物理机械性能的影响是多方面的，其主要因素有：胶粉的用量；胶粉的原材料来源，此外胶粉中含有杂质（纤维、金属、灰尘及水分等）的多少，粉碎方法的不同等，都会对掺有胶粉的胶料的物理机械性能带来影响。
2 活化胶粉在翻新轮胎中的应用
普通胶粉造成胶料物理机械性能下降的原因是硫化迁移和促进剂的影响：胶粉内存在少量的游离硫和促进剂，在硫化过程中活性增大，硫的消耗加快，促使胶粉外层硫黄、促进剂向胶粉内部迁移，使胶粉与橡胶的共交联界面薄弱，整体交联密度下降。研究表明随着硫化剂用量的增大，并不能阻止与改变这种定向迁移，相反会加速这种迁移，结果使界面层加宽。
胶粉表面活化的改性机理是指对胶粉表面进行处理，根据应用的需要有目的地改变胶粉表面的物理化学性质，如表面结构和官能团、表面能、表面润湿性等，以满足配方的需要。经过大量实验证明在配方中直接加入胶粉活性剂可以改善胶粉的使用性能。
改善胶粉物理机械性能的措施主要有两个方面。
①调整硫化体系 掺用了胶粉的胶料，在硫化时硫黄由橡胶相向胶粉相移动，导致了橡胶相的硫化浓度降低，特别是橡胶相与胶粉相界面处硫黄浓度的降低，是界面处的交联键减少，橡胶相的平均交联密度减少，不能形成共交联键，因而导致使用胶粉的配方的物理机械性能下降。因此，可增加橡胶中的硫黄用量或使用快速促进剂或采用过氧化物等无硫黄的硫化体系。
②添加活性剂 在配方中添加适当的六亚甲基四胺、间苯二酚、改性酚醛树脂或酯类偶联剂，可提高胶料吸收硫黄、促进剂小分子的能力，从而可以改善使用胶粉的硫化胶的物理机械性能。
（1）试验配方
基本配方：SBR1712 137.5份；胎面再生胶150份；炭黑85份；活化剂10份；防老剂8份；增塑剂15份；硫黄2.8份；促进剂2.6份。
配方C：60目胶粉10份
配方D：60目胶粉10份；纳米碳酸钙10份。
（2）试验结果 配方C、D的物理机械性能见表7-23。
表7-23 配方C、D的物理机械性能
在145℃×30min正硫化条件下，配方D的拉伸强度上升33%，定伸应力略有提高，撕裂强度提高20%。随着硫化时间的增加，胶料的性能一直保持这种趋势，老化后C、D的拉伸强度、撕裂强度基本相同。配方D中加入了10份改性纳米碳酸钙，纳米碳酸钙表面含有大量的酯类偶联剂，容易分散到胶料基体中，在高温炼过程中，纳米碳酸钙表面的酯类偶联剂吸收硫黄、促进剂小分子，削弱了硫化体系整体向胶粉的迁移，减小了胶粉与橡胶基体间的界面宽度，从侧面实现了胶粉的活化，D配方相当于加入活性胶粉，因而性能较优。
测试胶料的屈挠性能，D配方屈挠次数提高约6.4万次，说明胶料D的分散均匀性优于C胶料。
图7-2为未硫化胶在110℃，20cpm条件下的应变扫描，可以用来表征胶料的加工性能。一般来说损耗因子越高，胶料的分子间摩擦力越大，则增加了胶料分子与螺杆间的摩擦力，提高了胶料的加工性能。配方D的损耗因子较高，说明增加10份纳米碳酸钙填料不仅没有降低胶料的加工性能，与C配方相比，反而改善了胶料的加工性能，说明纳米碳酸钙表面的基团能够部分黏结胶粉，改善了胶粉的分散性，从而提高了胶料的加工性能。
图7-2 未硫化胶110℃，20cpm条件的应变扫描
图7-3为硫化胶在60℃，0.5°条件下的频率扫描，可以用来表征硫化胶在使用过程中的生热性能，一般来说损耗因子越低，胶料的生热越低。从图中可以看出，配方D的损耗因子较低，说明胶料的生热低。
图7-3 硫化胶60℃，0.5°条件下的频率扫描
大量实验证明，在使用胶粉的配方中加入活化剂是提高胶粉活性的途径之一，配方中常见的胶粉活化剂有表面偶联剂、硫化活性剂（常用1:1的硫黄：促进剂NOBS）、胶粉塑解剂等，在配方中直接加入胶粉活化剂可以达到提高胶粉使用性能的目的，并且可以减少胶粉的活化处理工序，降低成本。