随着经济的快速发展,对橡胶性能的要求也日益提升。为了满足对橡胶材料性能的高要求,需要将一种或多种填料补强到橡胶基体中,以此提高其性能。层状粘土作为二维纳米填料具有较大的长径比,可有效提高橡胶的机械性能、阻燃性能、气体阻隔性能和耐老化性能等性能。但层状粘土属于无机填料,且具有较多羟基,导致其在橡胶中的分散较差。为了提高层状粘土的分散性,制备具有优异力学性能的橡胶复合材料,选用山梨酸（SA）对层状粘土进行改性。主要工作内容如下:1.使用SA原位改性蒙脱土（MMT）,并补强到氢化丁腈橡胶（HNBR）中,制备MMT/SA/HNBR橡胶复合材料。SA作为不饱和羧酸具有碳碳双键可以在硫化剂DCP的引发下形成自由基,接枝到HNBR橡胶链上,同时SA中的羧基可以与MMT层间和表面的羟基形成氢键,可有效提高MMT和HNBR之间的相互作用,显著改善MMT在橡胶中的分散性。此外SA与硫化助剂ZnO可以在硫化阶段发生反应生成山梨酸锌（ZDS）,既可以在硫化剂DCP的引发下发生自聚合反应生成聚山梨酸锌（polyZDS）,对橡胶补强,又可以消耗过量的ZnO使得橡胶复合材料表现出透明性。当MMT填加份数为10 phr,SA填加份数为15 phr时,MMT/SA/HNBR复合材料的综合力学性能最佳,拉伸强度提升到了43.65MPa,撕裂强度提升为53.52 kN/m,硬度为71.4°,弹性模量为12.12 MPa,明显优于MMT/HNBR复合材料。2.使用SA原位改性水滑石（LDH）,并补强到HNBR中,制备LDH/SA/HNBR橡胶复合材料。SA中的碳碳双键可以接枝到HNBR橡胶链上,同时SA中的羧基可以与LDH中的金属离子形成桥连结构的配位键,可有效提高LDH和HNBR之间的相互作用,显著改善LDH在橡胶中的分散性。此外SA可以与ZnO在硫化阶段发生反应生成ZDS,既可以在硫化剂DCP的引发下发生自聚合反应生成聚山梨酸锌（poly-ZDS）,对橡胶补强,又可以消耗过量的ZnO使得橡胶复合材料表现出透明性。当LDH填加份数为30 phr,SA填加份数为20 phr时,LDH/SA/HNBR复合材料的综合力学性能最佳,拉伸强度提升为39.31 MPa,撕裂强度提升到了62.38 kN/m,硬度为85.1°,弹性模量为20.14 MPa,明显优于LDH/HNBR复合材料。3.使用SA插层改性水滑石制备层间阴离子为山梨酸根的水滑石（SA-LDH）,并补强到HNBR中,制备SA-LDH/HNBR橡胶复合材料。山梨酸根（SA-）中具有碳碳双键可以与橡胶基体形成化学交联,以此接枝到橡胶链上,同时,SA-与水滑石片层之间存在离子键,可有效提高LDH片层和橡胶基体之间的相互作用,此外,SA-插层到水滑石片层中,一方面可以将水滑石由亲水性转变为亲油性,另一方面可有效扩大水滑石的层间距,对于水滑石在橡胶基体中的分散性能均有正面影响。当SA-LDH填加份数为40 phr时,SA-LDH/HNBR复合材料的综合力学性能最佳,其拉伸强度提高到29.73 MPa,撕裂强度提高为40.12 kN/m,硬度为73.6°,弹性模量为13.03 MPa,明显优于LDH/HNBR复合材料,但SA插层改性法对橡胶的补强作用低于SA原位改性法。使用SA-LDH和SA共同补强HNBR制备SA-LDH/SA/HNBR复合材料。研究表明二者共用可以显著提高橡胶复合材料的撕裂强度、邵尔A硬度和弹性模量,尤其是弹性模量,填加30 phr SA时弹性模量可达到37.2 MPa。但是SA-LDH和SA的共用大大降低了复合材料拉断伸长率,填加40 phr SA-LDH和30 phr SA的复合材料的拉断伸长率仅为159.67%。