本论文研究将生物降解材料微晶纤维素（Microcrystalline Cellulose，简称MCC）用做橡胶的补强填料。通过固相法接枝改性微晶纤维素，并制备了丁苯橡胶（SBR）/改性微晶纤维素复合材料；采用酸水解法水解MCC制备纳米微晶纤维素（Nanocrystals Cellulose，简称NCC），与天然橡胶胶乳（NR）凝聚共沉制备了NR/NCC复合材料和NR/SiO2/RH-NCC复合材料；同时对三种复合材料的制备、结构与性能进行了研究。　　 采用固相法接枝改性微晶纤维素，以过硫酸铵为引发剂，甲基丙烯酸甲酯为接枝单体，研究了反应温度，反应时间，引发剂浓度，单体和水的用量对接枝率和接枝效率的影响，找出较佳的反应条件。通过直接混炼法制备了SBR/改性MCC复合材料，结果表明，改性MCC可显著改善SBR的力学性能，玻璃态的弹性模量E明显增加，玻璃化温度向低温移动。　　 采用酸水解法水解MCC制备了NCC，并与天然橡胶胶乳凝聚共沉制备了NR/NCC、NR/RH-NCC复合材料，结果表明，NCC和RH-NCC的加入，明显改善了NR的力学性能和热氧老化性能，并有效提高复合材料的交联密度。NCC的加入还能改善天然橡胶的抗湿滑性和滚动阻力，但复合材料的初始分解温度降低，残重增加。　　 将RH-NCC和SiO2并用，制备了NR/SiO2/RH-NCC复合材料。结果表明，与NR/SiO2复合材料比较，并用填料体系提高NR的定伸应力、撕裂强度和拉伸强度，同时耐热氧老化性能和动态力学性能均得到改善，当SiO2/RH-NCC为4/6时，复合材料综合性能最好。