橡胶疲劳是指橡胶制品在使用过程中物理机械性能下降的过程,橡胶的抗疲劳性能与生产生活中的安全性、可靠性息息相关。氧化石墨烯(GO)作为一种新型的二维碳质材料,加入到橡胶基体中可以有效改善橡胶的抗疲劳破坏性能。本课题旨在探索GO对丁苯橡胶(SBR)疲劳性能的影响,从单轴拉伸疲劳和纯剪切疲劳两个角度出发,对GO的抗疲劳机理进行分析。本论文中第一部分采用Hummers法制备得到GO,并且通过XPS、 FTIR、XRD、TGA、AFM和拉曼光谱等一系列表征,证明GO片层层间距变大,片层表面与片层间成功接入了含氧官能团。GO在水溶液中稳定性好,不会发生沉降或团聚。第二部分研究了GO/白炭黑／丁苯橡胶纳米复合材料单轴拉伸疲劳性能。结果发现,随着GO份数的增加,硫化曲线扭矩、混炼胶初始储能模量、硫化胶损耗因子、力学性能都逐渐升高,而损耗因子与玻璃化转变温度逐渐降低。对疲劳后的试样,填料分散更均匀,GO发生一定程度的取向；试样断面逐渐变得平滑；交联密度下降幅度随着GO份数的增加而逐渐变小。疲劳5万次与疲劳2万次的试样相比,拉伸强度略微升高,拉断伸长率降低,损耗因子升高,玻璃化转变温度升高。通过S-N曲线以及SED-N双对数曲线可以发现,随着GO份数的增多,试样的疲劳寿命会得到提高。这些现象都与GO二维片层结构在取向过程中能消耗更多能量有关。第三部分研究了GO/丁苯橡胶纳米复合材料的纯剪切疲劳性能。结果发现,对于纯丁苯橡胶材料,疲劳前后试样断面平滑程度相似,疲劳性能较差；当撕裂能超过1500J/m2时,裂纹扩展速率会迅速上升,且容易出现不稳定增长。对GO/丁苯橡胶材料,随着疲劳次数的增加,GO经历了一个重新分散的过程,并沿着受力方向发生取向；同时在疲劳后期观察到试样内部开始出现微裂纹,且断面逐渐变得平滑；交联密度在疲劳40万次以后下降明显；从裂纹扩展来看,裂纹扩展曲线经历了个先升高后降低再升高的过程。第四部分研究了GO/白炭黑/丁苯橡胶纳米复合材料的纯剪切疲劳性能。结果发现,随着白炭黑份数的增多,混炼胶初始模量、玻璃化转变温度、力学性能逐渐提高,损耗因子逐渐降低；裂纹扩展速率在1500J/m2撕裂能范围内基本相同。对GO/白炭黑/丁苯橡胶复合材料的试样在低应变、纯纯剪切模式下进行疲劳研究,结果发现填料在疲劳过程中重新均匀分散,GO发生取向；样品的断面由粗糙变得平滑；交联密度在疲劳20万次后逐渐降低;当疲劳次数低于40万次,撕裂能低于1000J/m2时,不同疲劳程度试样的裂纹扩展速率基本相同；当疲劳次数超过60万次,裂纹扩展速率开始不稳定快速增长。