随着世界橡胶工业迅速地发展,废橡胶日益迅增,造成巨大的“黑色污染”。如何有效地对废橡胶进行资源综合利用已成为当前重要的科研课题。将废橡胶破碎成胶粉后重新回收利用已成为一个很好地发展方向。近年来有报道,利用溶胶一凝胶(Sol-gel)技术可在橡胶中原位生成纳米粒子网络,很好地实现补强,但目前该方法仅限于在已硫化的橡胶薄片中应用。 本论文创新性地利用sol-gel技术对胶粉进行杂化改性,在胶粉现有的网络中原位生成纳米二氧化硅粒子网络,改变了胶粉的表面性质；同时引入带有反应性官能团的有机硅氧烷KH570,有效地加强与聚合物基体的界面结合,为胶粉在聚合物中的应用提供了新的研究方向。 制备了四种杂化改性胶粉TRP、U-TRP、SRP、U-SRP,分别考察了反应中不同前驱体及有机硅氧烷用量对复合材料的影响,优化了其制备工艺；利用傅立叶变换红外光谱(FTIR)及热分析技术,证实在胶粉现有网络生成了-Si-O-Si-纳米网络,且杂化胶粉表现出更好的热稳定性,在失重5％和10％时对应的温度有了很大的提高；线扫描分析表明,从胶粉表面到内部,硅元素含量呈梯度递减分布,证实生成的-Si-O-Si-纳米网络与胶粉网络实现了互穿。 将杂化改性胶粉分别应用到NR、PP、EPDM/PP等体系,成功制备了NR/杂化改性胶粉、PP/杂化改性胶粉、EPDM/PP/杂化改性胶粉复合材料,并对复合材料进行了结构与性能的研究。 对NR/TRP复合材料的研究发现,复合材料的力学性能(特别是拉伸强度)较未改性胶粉体系有所提高；引入KH570后,力学性能进一步提高,体系生热明显减小,耐油性明显的提高；SEM表明,TRP在NR中较好地分散,并具有较强的界面结合,且表现为胶粉与NR基体整体的磨耗。 对于PP/SRP体系,其拉伸强度比PP/RP提高了8Mpa左右,其他力学性能有相应的提高；PP/SRP体系结晶温度比纯PP提高了5℃左右,PP晶型没有改变；PP/SRP断面结构规整,表现出了韧性断裂的特征。 运用动态硫化技术将SRP引入EPDM/PP体系中,制得了EPDM/PP/SRP热塑性弹性体。研究发现,硅酸钠用量为4phr时力学性能较好；引入KH570后,力学性能提高了30％左右；热稳定性有了很大的改善；材料的表面能减小,杂化胶粉与基体的浸润性增加。EPDM/PP/U-SRP体系的EPDM相、PP相的Tg相互靠近；断面出现了“褶皱”,边缘模糊,说明了EPDM、PP、杂化改性胶粉三者界面结合作用增强。