炭黑填充天然橡膠混煉膠(CB/NR compounds)是研究橡膠材料黏彈行為的經典體系，探討其非線性響應機理(主要是Payne效應)具有重要的社會經濟性與理論研究價值。然而填充橡膠體系組分多，結構復雜，且存在多重相互作用，目前對于其補強機理及非線性黏彈性的諸多認識仍然存在爭議。

　　在高填充CB/NR體系中，貫穿橡膠基體的炭黑凝膠網絡(CBG network)被認為是體系微觀效應的直接體現，在補強與非線性黏彈響應中占據主導地位。鑒于此，我們通過長時抽提實驗獲得了本體CBG樣品，并系統比較了未填充塑煉膠、高填充混煉膠、本體CBG三者的動態黏彈行為。研究發現：CBG是處于Jamming態的軟玻璃材料，其Payne效應的來源于應變誘導的炭黑聚集體的漲落、遷移和重排(Jamming-Dejamming轉變)。高填充混煉膠的Payne效應則源于CBG網絡的破壞與基體網絡解纏結的協同作用，基體纏結延遲了Payne 效應的發生，并減弱了Payne 效應幅度。另外，剪切誘導的Payne效應具有明顯的時間依賴性，其中，CBG網絡可促進結構的快速回復，而基體橡膠發生解纏結后則對結構重建具有抑制作用。該研究成果于近期發表在Macromolecules, 2016, 49(4), 1454–1463.上。第一作者為碩士研究生甘順昌。