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顺丁橡胶（BR）因其具有良好的弹性及优异的耐磨性和耐寒性,而被广泛应用于汽车轮胎及耐寒制品等领域。但是,BR的拉伸强度和撕裂强度较低,必须填充补强剂后才能使用。本文前两部分分别研究了TiO2和MgO的7种不同粒径对BR/TiO2及BR/MgO复合材料的动态力学性能、物理性能和硫化特性的影响。结果表明,在BR中填充纳米级TiO2后,其正硫化时间比填充微米级的明显延长,且前者的拉伸强度可达到纯BR的6倍;而在BR中填充纳米级MgO后,其正硫化时间比填充微米级的明显缩短,且前者的拉伸强度可达到纯BR的9倍。动态力学性能分析表明,当TiO2和MgO粒径为20nm和50nm时,BR/TiO2及BR/MgO复合材料的tanδ值、储能模量和损耗模量远远大于填充微米级填料,且具有明显的“Payne效应”。第三部分分别研究了纳米TiO2/MgO及MgO/N220的并用对BR硫化特性、物理性能及热稳定性的影响。另外,将纳米MgO、TiO2与炭黑N220对BR的玻璃化转变温度、硫化反应过程、热稳定性及动态力学性能的影响进行了比较。结果表明,当TiO2/MgO并用时,BR拉伸强度和撕裂强度的大小顺序是BR/MgO>BR/TiO2/MgO（15/25）>BR/TiO2;当MgO/N220并用时,BR拉伸强度和撕裂强度的大小顺序分别是BR/MgO/N220（10/30）>BR/N220>BR/MgO,BR/N220>BR/MgO/N220（10/30）>BR/MgO;纳米TiO2对提高BR热稳性的效果最好;填充不同填料对BR的玻璃化转变温度影响很小;纳米MgO在硫化反应过程中没有出现放热峰;BR/MgO复合材料的储能模量G’最大,而损耗模量G″最低,BR/N220损耗模量G″最高,BR/TiO2复合材料的tanδ值最大。第四部分研究了改性剂的种类和用量以及改性工艺对BR性能的影响。结果表明,采用原位改性工艺,最佳改性剂为Si75,当其用量为填料的3%时,与未改性MgO填充BR的性能相比,改性MgO填充BR的硫化速度较快,其硫化胶的拉伸强度、定伸应力和撕裂强度得到了一定程度的提高,而扯断伸长率有所降低。改性MgO填充BR的储能模量G’随应变增加模量下降的幅度变小,且在BR中的分散性较好。