酶解木质素（EHL），是从生物质酶水解制备燃料乙醇、天然气等的残渣中提取而得的天然高分子化合物。该过程较好地保留了木质素的化学活性，使其可用作橡胶补强剂。本文采用球磨、喷雾干燥、气流粉碎三种物理方法，对酶解木质素、提纯酶解木质素（PEHL）进行预处理，考察它们对丁腈橡胶（NBR）的补强性能影响，从而确定较优的预处理方法。在此基础上，系统考察了木质素与NBR的混炼条件，用不同预处理的木质素部分替代炭黑，以及木质素的表面（相容）改性，对NBR共混胶性能的影响。目的是获得综合性能良好的木质素/橡胶共混材料，进一步挖掘木质素在高分子材料中的应用潜力。三种预处理方法中，气流粉碎法得到的木质素的颗粒最细、堆积密度最小、比表面积最大。其平均粒径仅为2.0~2.5μm，堆积密度低至0.30~0.34g/cm3，BET比表面积可达6.3m2/g；在NBR基质中的分散粒径最细且最均匀，对NBR的补强效果也最好。硫化胶的综合力学性能方面，气流粉碎法明显优于球磨法、喷雾干燥法。木质素/NBR共混胶的最适混炼条件为，常温开炼25min。两种酶解木质素在NBR中的最佳用量均为40份（phr），此时气流粉碎EHL的硫化胶的拉伸强度，比球磨、喷雾干燥的分别高出24.44%、61.29%；比空白NBR硫化胶的拉伸强度提高257%。热重（TG）及热氧老化力学性能分析表明，木质素在该共混体系中可起到一定的热稳定及抗老化作用。扫描电镜（SEM）及动态机械性能分析（DMA）表明，气流粉碎的木质素与NBR的相容性，比球磨、喷雾干燥的有较大提高，木质素颗粒与橡胶基质间的相互作用力较强。以不同方法预处理所得的酶解木质素分别部分替代炭黑，考察对NBR的补强性能影响。结果表明，随着木质素逐步替代炭黑，炭黑/木质素/NBR硫化胶的综合力学性能逐渐下降。但以气流粉碎的酶解木质素替代50%炭黑时，胶料的拉伸强度仍可达20.44MPa，仅比纯炭黑/NBR的降低22.96%；撕裂强度只下降12.03%；而扯断伸长率提高28.50%，共混胶仍具有优良的综合力学性能。热氧老化的结果显示，未添加防老剂的炭黑/木质素/NBR共混胶，经100℃老化72h后的力学性能保持率仍可达70%~90%，体系具有良好的抗热氧老化性能。TG和差示扫描量热分析（DSC）共同表明，随着木质素逐步替代炭黑，胶料的热稳定性有所下降；木质素与NBR分子间的相互作用力，比炭黑/NBR之间的有明显削弱。SEM形貌显示，硫化胶的拉伸断面逐渐变得不规则，胶料的缺陷增多。综合分析可得，炭黑对NBR起着主导的补强作用，气流粉碎木质素在该共混体系中可起到一定的辅助补强效果。往木质素中加入界面改性剂，再通过球磨过程充分混合均匀并对木质素进行表面改性，考察对NBR的补强性能影响。结果表明，SMA550（马来酸酐接枝的苯乙烯共聚物）对两种酶解木质素的补强性能的影响不大；所选用的5种硅烷偶联剂，对酶解木质素的补强效果有一定的提升，对提纯酶解木质素则无积极影响。偶联剂A151、KH580、Si69在40phr气流粉碎酶解木质素中的较佳掺量，大多为1~3phr。此时，经其表面改性的EHL/NBR硫化胶的拉伸强度，可比空白样的提高10~15%。在此基础上，以表面改性后的木质素替代50%的炭黑，考察对炭黑/木质素/NBR力学性能的影响。总体而言，该过程对NBR共混胶的力学性能基本无积极影响，甚至SMA550及偶联剂等的存在，还可能对炭黑主导的补强作用产生一定的负面影响。在后续的研究中，使木质素的颗粒更为细化的方法探索是一大关键，同时也须为其选用更优的界面改性剂，以进一步提高共混胶的综合性能。另外，应积极推广炭黑/木质素/NBR共混胶在相关领域的应用。这对于进一步挖掘木质素在高分子材料领域中的应用潜力，具有十分重要的意义。