吸水膨胀橡胶(WSR)作为一种新型功能性高分子,具有弹性密封及遇水膨胀双重止水性的特殊功能,已成为采油领域、基础工程变形缝、水坝嵌缝、各种管道接头密封等处密封防水的理想材料,具有广阔的应用前景,提高其综合性能具有重要的意义。本文选用丁腈橡胶(NBR)为主要基体,研究了吸水树脂聚丙烯酸钠(PAAS)的粒径、填料(炭黑、白炭黑、炭黑与白炭黑并用)和聚氨酯预聚体对吸水膨胀橡胶的吸水和物理机械性能的影响；另一方面,以三氧化钼作为催化剂,叔丁基过氧化氢为氧化剂,反应制备环氧化丁腈橡胶(ENBR),同时将得到的ENBR与NBR以不同比例并用,制备吸水膨胀橡胶,研究ENBR对吸水膨胀橡胶的物理机械性能和吸水性能的影响。采用红外光谱、扫描电镜、X射线光电子能谱、热重分析等手段对ENBR和吸水膨胀橡胶进行结构表征和性能分析。研究发现,随着吸水树脂的粒径减小,WSR的最大质量增加率和吸水速率增加,而质量损失率则呈现增大的趋势,反复吸水性能降低；随着吸水树脂的粒径减少,硫化胶的拉伸强度和撕裂强度基本不变,而断裂伸长率则出现下降,当吸水树脂为300目时,吸水效果较好。从填料体系来看,当采用炭黑单用的填充体系时,随着炭黑用量的增加,WSR的吸水速率和最大质量增加率降低,反复吸水性能改善,质量损失率减少,力学性能改善,但断裂伸长率降低。当采用白炭黑单用填充体系时,随着白炭黑用量的增加,WSR的最大质量增加率和吸水速率增加,而质量损失率增大,反复吸水性能降低；力学性能方面有改善,但差于单独使用炭黑。当采用白炭黑／炭黑并用填充体系时,随着白炭黑比例增大,WSR的最大质量增加率和吸水速率增加,而质量损失率增大,反复吸水性能降低；随着炭黑比例增大,硫化胶的拉伸强度和撕裂强度提高,断裂伸长率降低；当白炭黑／炭黑为30/10时,WSR综合性能良好,最大质量增加率为75%,拉伸强度为10.5MPa,质量损失率为8.8%。选用聚氨酯预聚体作为吸水促进剂,在白炭黑／炭黑为30/10的WSR中,随着聚氨酯预聚体用量的增多,WSR的吸水膨胀率先增加后减少,质量损失率则呈现出增大的趋势；随着聚氨酯预聚体用量的增加,硫化胶的拉伸强度先增加后减少,在聚氨酯预聚体用量为10份时,WSR的拉伸强度出现最大值,为12.5MPa,撕裂强度则随着聚氨酯预聚体用量的增加而降低。由此采用目数为300目的吸水树脂,30份白炭黑、10份炭黑和10份聚氨酯预聚体时,WSR综合性能良好。通过红外光谱发现ENBR的谱图上出现环氧基特征峰,XPS显示,ENBR的O元素含量相比NBR从2.88%提高到5.89%,通过环氧值的测定分析可知,随着反应温度的增大和反应时间的延长,ENBR的环氧化程度增大,当反应温度在80℃时,最大环氧值达到5%。与NBR相比,环氧化后的NBR的分解温度向低温方向移动,最大热失重速率温度由476℃降低到468℃。采用ENBR与NBR并用制备吸水膨胀橡胶的研究结果表明,随着ENBR的用量增大,WSR胶料的MH、ML、△M、t10t90都逐渐增加。随着ENBR的用量增大,硫化胶的拉伸强度先增大而后下降,当NBR:ENBR为75：25时,拉伸强度达到最大值,为13.1MPa；100%定伸应力和硬度随着ENBR的比例增大而增大,断裂伸长率随着ENBR的比例增大而降低,撕裂强度则介于单用NBR和单用ENBR硫化胶之间。随着ENBR的比例增大,WSR的吸水质量增加率和吸水速率先增大后下降,当NBR:ENBR为25：75时,质量增加率最大,为172%,质量增加率比单纯的NBR提高了13%；在反复吸水过程中,随着ENBR的比例增大,WSR的反复吸水能力提高；当NBR/ENBR配比为25/75时,质量损失率最少,为7.7%。