用农业废弃物–谷壳灰（RHA）作为填料制备橡胶材料，不但可以降低橡胶制品的生产成本，节约能源，而且可以减少RHA的堆积与处理成本，达到废物利用、降低环境污染、可持续性使用资源的目的。同时制备的橡胶复合材料具有密度低、耐磨性好、高填充、可降解等优点。但是RHA因其表面存在羟基易团聚，在橡胶基体中分散困难，从而影响了橡胶制品的性能，使其在橡胶中应用受限。本文用多种改性方法包括RHA的预改性，NBR-RHA界面原位改性来改善RHA的分散性和NBR-RHA界面作用，制备了NBR/RHA复合硫化涂层、NBR/RHA复合发泡涂层并研究了预改性和界面改性对其微观结构、泡孔形貌、各项性能的影响。同时，以RHA和原位生成的ZDMA为并用填料制备并研究了NBR/RHA/ZDMA杂化硫化涂层和NBR/RHA/ZDMA杂化发泡涂层。最后给出了具体应用实例，即制备的橡胶-金属复合密封材料应用于密封、降噪等领域，起到密封、抗冲击、减震、吸声、隔热等作用，对节约能源，规避因有机溶剂、燃油泄漏所造成环境污染的风险，降低因机械部件振动造成的噪声污染均具有重要的意义。主要研究内容如下：通过基团贡献法计算出丁腈橡胶的溶解度参数，确定适合的溶剂溶解度参数范围，同时考虑溶剂氢键力、挥速速度、对环境的影响以及价格等因素，最终确定溶解丁腈橡胶N32的溶剂种类、比例及用量。以炭黑为填料探讨了NBR发泡涂层的制备工艺，通过甲苯溶胀、金相显微镜、力学、耐老化、耐流体等测试，研究了主要工艺参数即发泡剂含量、发泡温度、硫化体系、炭黑含量对NBR发泡涂层泡孔结构和性能的影响，得出较优的工艺路线和配方。以RHA为填料替换炭黑，采用液态共混工艺制备NBR/RHA复合硫化涂层和NBR/RHA复合发泡涂层。用多种改性剂即Si69、KH550、KH560、MAH，对RHA进行预改性，通过分散性实验，共混胶中结合胶实验，甲苯溶胀实验、SEM、力学测试、TGA-DTG等多种实验和测试，研究了预改性对RHA的分散性，NBR-RHA界面结合性以及对NBR/RHA复合硫化涂层、NBR/RHA复合发泡涂层微观结构、泡孔形貌、力学性能、热稳定性、耐流体性等的影响。研究表明，用Si69改性RHA，且其含量为20%RHA质量浓度时，RHA的分散性、RHA与NBR基体的结合性以及NBR/RHA复合硫化涂层和NBR/RHA复合发泡涂层的微观结构、耐流体性、力学性能、热稳定性等综合性能较好，NBR/RHA复合发泡涂层泡孔大小均一，分布均均。用界面改性剂MAA对NBR/RHA复合硫化涂层、NBR/RHA复合发泡涂层进行原位界面改性。通过结合胶、交联密度、微观形貌（SEM）、力学性能、XRD、TGA-DTG、耐流体等多种测试，考察了原位界面改性对NBR-RHA界面作用，对NBR/RHA复合硫化涂层、NBR/RHA复合发泡涂层交联网络结构的形成过程及力学性能、耐流体性能、热稳定性等的影响。研究发现，在NBR/RHA共混胶中加入MAA硫化后，原位生成的ZDMA通过接枝共聚/络合作用，将NBR基体与RHA相结合，MAA则通过接枝共聚/氢键作用将NBR基体与RHA相结合。其次，原位生成的ZDMA自聚成poly-ZDMA纳米粒子分散在NBR基体中对NBR/RHA复合硫化涂层、NBR/RHA复合发泡涂层进行补强。最后，由于RHA和MAA或ZDMA发生了相互作用，使得RHA的分散性得到改善。同时，原位界面改性后，NBR/RHA复合硫化涂层、NBR/RHA复合发泡涂层力学性能、耐流体性能、热稳定性能得到了提高，NBR/RHA复合发泡涂层平均泡孔直径、孔隙率、发泡倍率增大，泡孔密度减小，当MAA含量高于10phr时，破孔、并孔现象出现。综合考虑，分别选择12phr、10phr MAA进行原位界面改性NBR/RHA复合硫化涂层、NBR/RHA复合发泡涂层，可以获得较优的综合性能。以RHA和原位生成的ZDMA为并用填料，用液态共混工艺制备了NBR/RHA/ZDMA杂化硫化涂层和NBR/RHA/ZDMA杂化发泡涂层。通过对总交联密度、共价交联密度、离子交联密度的测试，以及XRD、SEM、力学性能、耐流体性能、TGA-DTG等多种测试，研究了原位生成ZDMA含量对NBR-RHA界面、泡孔形貌、交联网络结构的形成及演变的影响。在NBR/RHA/ZDMA杂化硫化涂层的研究中，考察了硫化过程中交联网络的形成过程并提出交联网络模型。结果表明：在最初的7min里橡胶交联的很快，并出现少量离子键，此时整个交联网络主要由共价键主导。随着硫化的进行，离子键增加的很快而共价键仅有少量增加。当NBR/RHA/ZDMA杂化硫化涂层硫化完全，共价键和离子键就形成了整个交联网络，且以NBR交联形成的共价键所主导。硫化过程中原位生成的ZDMA在DCP自由基的引发下，发生均聚反应及与NBR的共聚反应，其中NBR与ZDMA的共聚将形成离子键交联。SEM、力学实验、耐流体实验、TGA-DTG结果表明，当ZDMA含量适中时，原位生成的ZDMA对NBR/RHA/ZDMA杂化硫化涂层、NBR/RHA/ZDMA杂化发泡涂层均具有一定补强效果，有利于涂层耐流体和热稳定性能的提高。随着ZDMA含量的增大，NBR/RHA/ZDMA杂化发泡涂层，平均泡孔直径、孔隙率、发泡倍率增大，泡孔密度减小。当ZDMA含量大于20phr后，泡孔破孔、并孔现象出现，且泡孔大小不等，分布不均匀。综合考虑，认为ZDMA含量分别为30phr、20phr时，有利于NBR/RHA/ZDMA杂化硫化涂层、NBR/RHA/ZDMA杂化发泡涂层综合性能达到最优。以液态共混工艺制备了橡胶-金属复合材料（包括炭黑填充的NBR发泡涂层，RHA填充的NBR/RHA复合发泡涂层、NBR/RHA复合硫化涂层、NBR/RHA/ZDMA杂化发泡涂层、NBR/RHA/ZDMA杂化硫化涂层），研究了NBR-金属复合材料应用于密封领域的基本性能，同时研究发泡NBR-金属复合材料（包括炭黑填充的NBR发泡涂层，RHA填充的NBR/RHA复合发泡涂层、NBR/RHA/ZDMA杂化发泡涂层）的声学性能，探讨了RHA作为填料及微孔结构对吸声、降噪的贡献。制备的上述复合材料不仅用作密封材料，还可用于机械设备、机动车中作为减震降噪材料而应用，这也为交通运输噪声、工业噪声的治理扩展了方向。