石墨烯作为21世纪的新型材料,因其优良的性能而被广泛应用。但在很多场合下使用量问题未解决;氧化石墨烯虽表面众多含氧基团易分散在水中,但与石墨烯相比,氧化石墨烯表面具有较多缺陷,使用过程性能较差。湿法混炼过程相比于传统机械混炼橡胶过程具有消耗能源少、对环境污染小以及胶料混合的更为均匀的特点,但湿法混炼胶在液体中进行分散过程中,性能不稳定,且加工过程不连续,耗费时间久的问题未能解决。本文在前人的基础之上,探讨传统机械混炼橡胶与新型液相层叠法制备橡胶的区别,从制备工艺上将新型液相层叠法与石墨烯、氧化石墨烯和蒙脱土进行结合,探索最优配方;同时设计一套装置,运用液相层叠法的原理,用于连续化制备胶乳复合材料,并通过使用Ansys对装置进行模拟,计算出最合适的气体压强及液体流动速度,最终进行复合材料制备研究对装置进行测试,对推动新型橡胶加工方法具有重要意义。研究内容及研究成果如下:(1)提出了气体诱导液相层叠制备橡胶复合材料的方法,与传统机械混炼方法进行了对比研究,研究了制备方法对复合材料动态流变性能、力学性能、导电导热性能、炭黑分散性能等的影响。(2)制备了石墨烯/胶乳复合材料,设计了正交实验方案,研究了石墨烯层数、絮凝剂的种类及还原剂的种类对橡胶复合材料性能的影响,并优化了最佳组份。最终实验表明相比于传统机械制备法导电性能提升8%。(3)研究了蒙脱土/石墨烯协同作用对复合材料的影响,提高了橡胶复合材料的气体阻隔性能。(4)设计了气体诱导液相层叠制备橡胶复合材料原理样机,通过数字模拟优化了喷组结构,对喷射过程中的压缩空气流动过程的速度场及胶料流动速度进行了分析。(5)使用自主研发的实验装置进行液体胶乳层叠法实验,研究不同的絮凝剂、絮凝剂的有无对装置制备出的复合材料性能的影响。