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由汽车用量剧增导致的废旧轮胎处理问题越来越受到人们的关注,通过生产废胶粉来回收废旧轮胎产品,是集环保与资源再利用于一体化的清洁方式。将湿法制备的废胶粉（RP）应用于天然橡胶（NR）中,通过提高两者的界面结合力得到性能优良的RP/NR复合材料具有实际应用价值。另一方面,将废胶粉应用于道路沥青中,研究改善废胶粉和沥青的相容性问题,从而利用废胶粉弹性体的性质改善沥青的耐高低温等性能,具有显著的社会意义和经济价值。本论文主要研究了如何通过胶粉的改性提高废胶粉与橡胶和沥青基体材料的界面结合力,制备了性能优良的废胶粉/橡胶复合材料和废胶粉改性的橡胶沥青材料,并探讨了改性机理和材料的结构、性能之间的相互关系。包括废胶粉的机械力化学改性及其在天然橡胶的应用和废胶粉的机械力化学改性、接枝改性及其在沥青中的应用两部分。本论文用双螺杆挤出机和改性剂AH对废胶粉进行机械力化学改性,并应用于天然橡胶共混改性。对比分析了未改性废胶粉（RP）、化学改性废胶粉（CRP）、机械力改性废胶粉（MRP）、机械力化学改性废胶粉（MCRP）的改性效果和作用机理。与RP相比,MRP、MCRP表面活性提高,交联密度下降,而CRP表面活性和降解效果不明显,MCRP的改性效果最佳。对不同方法改性废胶粉制备的RP/NR、CRP/NR、MRP/NR、MCRP/NR材料的结构与性能进行表征分析。RPA测试结果表明,MCRP/NR的混炼胶的加工性能最佳,硫化后共混材料的复合模量最高,损耗因子最低。SEM发现,对比RP,CRP、MRP、MCRP在NR中分散性和界面结合更好。DSC受限分子层分析表明MCRP与NR的受限分子层质量分数(χim)最大,材料之间的相互作用力最强。MCRP/NR复合胶材料的综合性能最好,废胶粉的最佳改性工艺是挤出温度100℃,改性剂AH用量3phr。对比RP/NR,用最佳改性工艺制备的废胶粉与NR复合胶材料的拉伸强度提高31%,断裂伸长率提高了107%。其次,对比了湿法、常温法废胶粉在沥青的应用,并采用机械力化学和接枝工艺对废胶粉进行改性,并将其应用于沥青中制备橡胶沥青,用SEM、TGA、FTIR和流变性分析了橡胶沥青的改性机理。发现湿法废胶粉制备的橡胶沥青的耐高低温、分散、耐老化和热稳定等性能优于常温法废胶粉制备的橡胶沥青。接枝改性废胶粉（GRP）能有效地提高沥青的低温抗开裂、感温性能,降低橡胶沥青的高温施工粘度,但高温性能有所下降,老化后质量损失有所升高,而25℃针入度比却明显提高,且GRP在沥青的分散性变好,界面结合变强。机械力化学改性废胶粉（MCRP）能有效提高改性沥青的软化点、5℃延度、老化25℃针入度比,降低25℃针入度和175℃粘度,老化后MCRP/沥青的质量损失有所上升,120℃、140℃挤出改性的废胶粉制备的橡胶沥青的综合性能最佳。对比GRP和MCRP发现,MCRP/沥青的综合性能更佳,GRP/沥青的低温性能更为突出。