碳纤维因为具有高比模量、高比强度、高导热及耐腐蚀，热膨胀系数低等优点引起越来越广泛的关注。碳纤维主要被添加在树脂和热塑性塑料基体中做为骨架材料或增强材料使用，而在橡胶中的应用研究相对少得多。由于橡胶大多是热的不良导体，如果通过提高硫化橡胶制品的导热性从而能及时将制品内部因损耗产生的热量导出去，避免其因热氧老化导致制品寿命缩短一直是很多研究者的兴趣点。但是由于碳纤维的表面光滑，且惰性很高，所以碳纤维与橡胶基体间的界面结合强度很弱，一般通过对碳纤维表面改性来提高两者间的界面作用力。鉴于此，本论文针对沥青基短纤维分别采用浓硝酸氧化，臭氧处理，高温氧化三种方法对沥青基短切碳纤维进行表面处理，然后分别配合到天然橡胶（NR）和丁腈橡胶（NBR）中，并对不同改性方法对碳纤维本体结构及混炼胶的加工性能，硫化胶的力学性能和导热性等性能的影响进行了实验研究，并通过橡胶加工分析仪（RPA），扫描电子显微镜分析（SEM），热失重分析仪（TGA），动态力学分析（DMA），导热仪等仪器对实验结果进行表征分析。结果表明，加入5phr酸化3小时，臭氧处理3.5h和高温氧化处理320min碳纤维的硫化胶的拉伸强度比未添加碳纤维的硫化胶分别提高了11.9%,13.2%和16.9%；5phr碳纤维就能将NR硫化胶的起始热失重温度提高10℃左右。随着碳纤维用量的增加，硬度和导热率都明显增加；DMA测试发现，G’明显增大，tanδmax规律降低而高弹态的tanδ则相反。随着碳纤维用量的增加，NBR/CF硫化胶的拉伸强度逐渐降低，但导热率，撕裂强度，100%定伸应力和硬度都得到了大幅度的提高，体积电阻率明显下降。