群集分析是一个多变量的统计工具，它根据具体事件类型或者其中的其它成份的出现或不出现情况评估在个体中或集合中的类似性。为了将大量的信息分类分成可以管理的小堆，群集分析有很大的可用性，将观察得来的数据组织成为有意义的结构，也就是开发分类学。这个算法的目的是，采用某些类似性或差距的办法，将对象（例如试验参数）连接在一起，使之成为连续的较大的群。这种群集的一个典型的结果，是形成有等级性的树。群集分析，根据时间间隔变量的组合，将一组观察得来的数据分类成为两个或者多个相互排斥的未知的组。
分级的群集方法不要求预先设定的组的数目。有两种通用的分级性群集方法可用，包括分割的和聚集的群集方法。分割技术从假设一个单一组开始，将该组分割成为若干个次级组。再将这些次级组进一步分成次次级组等等。直到所有的对象形成其自己的次级组。不论哪种情况，群集分析技术的应用结果，最好使用支杈图或者双元树来描述，对象在图中用支杈图的节点来表示，当聚类方法将包含该对象的次级组连接在一起时用分支表示。分支的长度表示它们被连接时次级组之间的距离。清楚地将目标组分别开来的分叉图，在树的远端分支里具有小的不同，在靠近的分支里则有大的不同。
本文按照普通轮胎配方，采用3种碳黑与4种聚合物进行混合实验，利用群集分析这一统计分析工具对其测定结果进行分析，以评价不同混合物的性质。
实验
天然橡胶是分子量极大的一种聚合物，所以天然橡胶与其它成份混合时，天然橡胶要预先进行素炼。素炼可以缩短橡胶分子链的长度，使分子量缩小，并且均化。只有那时，其它成份才能均匀地分散到橡胶基体中。本实验使用了双辊的开放式碾磨机，而其它聚合物不需要素炼，可以直接使用。
实验第一阶段，用1.5l内部混合器作初步的混合, 操作顺序为加胶 — 加入1/2碳黑、氧化锌、硬脂酸 — 加入其余碳黑、油 — 冲洗 — 卸料；最后阶段是混合和切片，是在一个开口的直径6英寸和宽度为13英寸的双辊碾磨机进行，顺序为温热母炼胶—加入熟化剂—成片、室温冷却。这里，混合物的固化是按照astm d-412，在8小时的室温下冷却后，在180mp的固化压力下采用坚硬的尺寸为152×152×1.90毫米的镀铬模子进行的。
实验中，物理化学分类和复合物性质测定所用的设备如下：dbp（brabender dbp机器型号e，带hitec的dads软件；n2sa(quantachrome) ；聚集体尺寸bidcb, brookhaven研究所）；着色力(erichsen着色力试验器) ；甲苯脱色(shimadzu紫外线分光光度计)丸子硬度(ipmt, hitec）；穆尼粘度剂(mv2000, alpha技术公司）；流变学(mdr2000，alpha技术公司）；硬度(irhd，wallace）；抗拉强度(zwick utm）；分散作用（分散性分级器1000gt，optigrade ab）；比重（wallace）；磨擦（zwick摩擦器6102）；回弹（zwick 5109）；不同的温度下的tanδ和热量积累（goodrich挠度计，型号ii）；裂纹的产生和发展(dcmattiu挠度计)和红外线研究（perkin-elmer，光谱gx）。
结果和讨论
实验测定了不同配方的复合物性质。
◆ 交联密度
硫化橡胶的性质取决于交联的性质和分布，以及交联的密度。计算了原始的固体和凝胶体之间的体积膨胀比，并校正温度和密度。
实验观察到：刚度和弹力随交联密度而增加。且发现：n339的膨胀比最小，表示它有较高的刚度，而这与它的模量有关。对于大部分复合物，抗拉强度与交联密度没有任何线性关系。
◆ 门尼粘度
粘度是未硫化的橡胶的刚度，这对于材料的加工性能 — 压延、挤出、或者模制是一个特别重要的指标。结构化程度较高的碳黑，形成较高的门尼粘度。当碳黑的装填量增加时，在结构化程度高和结构化程度低的碳黑之间门尼粘度的差别就增加。当橡胶复合物中添加碳黑时，门尼粘度改变的速率随各种弹性体而变化。在本研究中，我们发现n375级的碳黑在4种配方中有３个显示较高的粘度。在流变学研究中所观察到的最大扭矩，n339在各种配方中总是有最大的mh。
◆ 延伸率
延伸率代表试样在破裂时长度的增加，按原始长度的百分数来计算。其数值取其原始长度的百分数数值。通常结构化程度较低的碳黑给出较高的延伸率；增加装填量会减少延伸率。
通常，碳黑粒子试图形成有分支的聚集体（由于夹杂的橡胶引起的流体动力学性质）或成块的聚集体（装填物网络所包围的橡胶），而且当结构化程度较高时有效的装填物体积将会更大。在橡胶复合物的混合过程中，部分次级结构消失（有效的装填体积缩减），所以与次级结构相连接的聚合物现在是自由的（由于次级结构的破坏），呈现更大的延伸率。这种情况发生在n347，它有较多的次级性结构，正如dbp和cdbp数值之间
