利用生物可再生资源代替石化资源不但解决了原材料问题,还可以实现可持续性发展、减少污染。纳米尺寸的甲壳素在聚合物纳米复合材料上具有潜在应用。本论文通过酸解法制备了类似棒状形貌的甲壳素晶须(CNCs),其直径约为15纳米,长度为200~500纳米,长径比为13~33。强超声处理使CNCs在水相中完全剥离成稳定的纳米分散状态。采用溶液浇铸成膜的方法制备了未硫化和硫化的羧基丁苯胶(x SBR)/CNCs纳米复合材料。x SBR和CNCs之间存在氢键相互作用。CNCs显著增加x SBR的拉伸强度、拉伸模量及断裂伸长率。CNCs在橡胶基体呈均匀分散的状态。随着CNCs含量的增加,复合材料的橡胶态储能模量增加。CNCs的加入基本不改变x SBR的玻璃化转变温度。x SBR/CNCs纳米复合材料的机械性能还表现出水响应性,复合材料在浸泡水之后,其力学性能显著降低。经水溶胀后再次干燥后,复合材料的力学性能恢复到初始干燥的水平。这些现象归因于在复合材料中CNCs通过氢键形成了渗透网络结构。复合材料具有形状记忆效应。CNCs的加入提高了x SBR的吸水率,增加了x SBR的润湿性,复合材料中形成了结合橡胶。采用机械混炼法制备了丁苯橡胶(SBR)/CNCs复合材料。CNCs能提高SBR的硫化扭矩,降低TC90时间。CNCs的加入使得SBR的拉伸模量得到显著提高,但会降低SBR的断裂伸长率。亲水性CNCs的掺入能增加混炼硫化胶的润湿性并减少材料经甲苯溶胀后的相对重量损失。总之,CNCs能够作为新型的来自可再生资源的纳米粒子增强橡胶,x SBR/CNCs纳米复合材料可以应用于高性能弹性材料及智能材料领域。