天然橡胶因其高弹性和高强度而被广泛应用于各行各业。对于天然橡胶厚制品,硫化返原是对物理机械性能和使用寿命造成严重损害的问题之一。本文采用两种途径来提升天然橡胶的抗硫化返原性能。一方面参考二元促进剂体系的设计,合成硫载体抗硫化返原剂O,O-二丁基二硫代磷酸二硫化物（TBuPD）、1,6-双（二丁基二硫代磷酸）己烷（DBPH）、1,6-双（二苄基二硫代氨基甲酰）己烷（DBTH）,另一方面,合成分子结构不同的补偿型抗硫化返原剂。通过傅里叶变换红外光谱和核磁共振波谱对两类抗硫化返原剂的分子结构进行表征,并探究其对炭黑填充的天然橡胶的硫化性能和力学性能等的影响,并结合正硫化和过硫化条件下交联键类型分布分析其作用机理。结果表明,含二硫代氨基甲酰基和二硫代磷酰基的硫载体抗硫化返原剂具有不同的作用机理,前者通过在正硫化过程中生成较多的单硫键和六亚甲基交联键提高交联结构的热稳定性;后者通过在过硫化过程中将较多的多硫键转化为单硫键和六亚甲基交联键来改善抗硫化返原性能。DBTH、DBPH的加入使混炼胶在150℃下硫化60min后的返原率从8.2%降低到1%以下,并且由于引入了柔性较高的六亚甲基结构作为交联键,DBTH组硫化胶过硫化后的拉伸强度和定伸应力保持率在90%以上,压缩屈挠温升仅为对照组的约62%。补偿型抗硫化返原剂的反应活性随其分子中碳碳双键上电子云密度的增大而减弱,其抗硫化返原机理也因此不同。N,N-间苯撑双马来酰亚胺（BMB）的电子云密度最小,反应活性最大,能够通过自由基反应在正硫化过程参与交联反应,但抗硫化返原效果不佳。1,3-双（柠康酰亚胺甲基）苯（BCDB）的碳碳双键活性较低,仅在NR发生主链改性生成共轭二烯后才通过与之发生Diels Alder反应来发挥抗硫化返原作用,因此BCDB的抗硫化返原性能最佳,且在过硫化阶段对硫化胶拉伸强度和定伸应力的保持率高达约95%。分子柔顺性较好的1,6-双（柠康酰亚胺）己烷（BCH）能够在过硫化后维持硫化胶的拉断伸长率几乎不变,使压缩屈挠温升降低4%,耐屈挠龟裂性能提高51%。