自石墨烯（GE）、过渡金属二硫化物（TMDs）、六方氮化硼、金属氧化物和氢氧化物等二维材料（2D）被发现以来,人们对二维材料（2D）的追求越来越强烈。2011年美国德雷克塞尔大学的Gogotsi小组发现了一种新型的二维早期过渡金属碳化物/碳氮化物,这种化合物被称为MXenes,如Ti₃C₂、Ti₂C、Ti₃CN、Ti₄N₃等。MXenes被认为是2D形态学的主体,具有很高的内在性、流动性,良好的导电性、导热性、优异的机械稳定性以及优异的插层能力和表面可调控功能基团。作为纳米级层状二维过渡金属碳化物/氮化物填料,如何实现少层或单层MXenes的分散,改善其在聚合物基体中的分散性,并赋予复合材料优异、独特的性能,如电性能、导热性能等,一直是当前的难点和热点。基于MXenes优异的性能和廉价的制备成本成为近年来研究的热点,目前对MXenes的研究尚未应用在橡胶领域中,因此本文主要以Ti₃C₂的分散及改性为基础,研究Ti₃C₂对橡胶/Ti₃C₂纳米复合材料结构和性能的影响。（1）目前有关碳化钛的制备方法已经有很多种,其中最常用的方法是利用氟化氢刻蚀过渡金属钛碳化铝（Ti₃AlC₂）来制备二维层状材料碳化钛（Ti₃C₂）,但是氢氟酸具有极强的腐蚀性,操作过程危险,刻蚀耗时很长且氢氟酸裸露在空气中容易挥发失效导致刻蚀效率降低,无法完全得到少层或者单片层的碳化钛（Ti₃C₂）,从而影响碳化钛（Ti₃C₂）在水溶液中的分散,无法改善碳化钛（Ti₃C₂）在橡胶基体中的分散情况。因此,本文利用氟化锂和浓盐酸来刻蚀碳化钛（Ti₃C₂）,该方法操作安全、刻蚀耗时短、工艺简单,同时采用细胞粉碎超声仪对碳化钛（Ti₃C₂）进行后期的处理和分散,并重点研究了少层或单片层碳化钛（Ti₃C₂）制备工艺。（2）本文通过不断对碳化钛（Ti₃C₂）进行优化处理改善其在水中分散性,首次将碳化钛（Ti₃C₂）应用在橡胶工业领域。为了改善碳化钛（Ti₃C₂）在橡胶基体中的分散,采用冰浴超声的工艺制备高效,少层碳化钛（Ti₃C₂）分散液,并有效地促使了碳化钛（Ti₃C₂）均匀分散于丁苯橡胶（SBR）中,重点研究了碳化钛（Ti₃C₂）对橡胶的导电、导热、耐磨性能及物理机械性能的影响。实验结果表明,丁苯橡胶复合材料SBR/Ti₃C₂的机械性能、导电性能、导热性能及耐磨性能随着碳化钛用量的增加均得到明显改善,研究发现,当碳化钛（Ti₃C₂）用量达到4phr时,丁苯橡胶复合材料SBR/Ti₃C₂的拉伸强度达到11.12 MPa,相较于纯丁苯胶的拉伸强度（2.35 MPa）提高了3.73倍;复合材料SBR/Ti₃C₂的导热系数达到0.622 W?m^-1?K^-1,比同等份数的氧化石墨烯高21.5%;丁苯橡胶复合材料SBR/Ti₃C₂的电导率为0.00018 S/m,相较于纯的丁苯橡胶的电导率提高了5个数量级;动态力学性能上,复合材料60℃时tan?降低了4.8%,0℃时tan?提高了1倍,可用于高性能轮胎用胎面胶中,同时降低滚动阻力和提高抗湿滑性能。（3）由于碳化钛（Ti₃C₂）属于无机材料类物质,表面带有极性官能团,导致其无法长时间在有机溶剂中稳定高效地分散,为了进一步改善其分散性,因此本文采用四甲基氢氧化铵（TMAOH）离子插层剂对碳化钛（Ti₃C₂）进行插层改性,促使碳化钛（Ti₃C₂）实现分层,从而增大了碳化钛（Ti₃C₂）的层间距,改善了碳化钛（Ti₃C₂）的分散性,使得碳化钛（Ti₃C₂）在橡胶基体中分散的更加均匀,并重点研究了碳化钛（?-Ti₃C₂）对橡胶的导电、导热、耐磨性能及物理机械性能的影响。研究结果表明在丁苯橡胶中加入改性的碳化钛（?-Ti₃C₂）,使得丁苯橡胶复合材料SBR/?-Ti₃C₂的导电、导热、耐磨性能均比未改性的丁苯橡胶复合材料SBR/Ti₃C₂得到了提高。当功能化碳化钛（?-Ti₃C₂）用量达到4phr时,力学性能上,丁苯橡胶复合材料SBR/?-Ti₃C₂的拉伸强度达到13.62MPa;相对于同等份数未改性的SBR/Ti₃C₂复合材料的拉伸强度（11.12 MPa）提高了22.5%;导热性能上,SBR/?-Ti₃C₂复合材料的导热系数达到0.712W?m^-1?K^-1,比同等份数的SBR/Ti₃C₂复合材料提高了14.5%;导电性上,丁苯橡胶复合材料SBR/?-Ti₃C₂的电导率为0.00037 S/m,比同等份数的SBR/Ti₃C₂复合材料的电导率（0.00018 S/m）提高了1倍。基于碳化钛（Ti₃C₂）这些优异的性能,可以制备高强度、高导热、抗静电橡胶。