丁腈橡胶（NBR）是国民经济、国防工业和人民生活中不可缺少的重要材料,并以其出色的耐溶剂性和耐磨性被作为密封及耐磨材料广泛应用于海洋、汽车、石油、矿山等领域,其中水介质条件下丁腈橡胶部件的失效问题一直是研究人员关注的重点。溶胀和磨损是导致上述问题的主要原因,由于两者具有时变特征且相互影响,因此,水介质与丁腈橡胶之间的相互作用及其对丁腈橡胶磨损行为的影响机制是水介质条件下丁腈橡胶摩擦学行为研究的难点。本文针对水介质条件下丁腈橡胶部件使用过程中存在的溶胀老化、润滑不足、过盈配合及磨粒介入等问题,研究水介质中丁腈橡胶的溶胀行为及其对丁腈橡胶摩擦学行为的影响,揭示丁腈橡胶水溶胀机理及溶胀对机械性能的影响,探讨水溶胀行为与磨损行为的交互作用关系及水溶胀影响下的丁腈橡胶磨损机理,为水介质工况下丁腈橡胶耐磨材料的选材和寿命预测提供理论依据,对解决介质因素与多工况耦合条件下的丁腈橡胶摩擦学问题具有深远意义。本文以丁腈橡胶作为研究对象,从介质溶液的影响角度出发,引入溶胀作为橡胶材料摩擦学行为主要影响因素,利用试验手段,对丁腈橡胶溶胀行为及溶胀影响下的摩擦学行为进行研究;在摩擦学系统的选择上,针对三种基本的滑动磨损形式,通过模拟水介质环境影响下的二体干滑动磨损、二体湿滑动磨损和三体磨粒磨损三种磨损环境,探讨丁腈橡胶材料的溶胀行为与磨损行为的交互作用关系;在材料的选取上,选择低、中、高三种不同丙烯腈含量的丁腈橡胶作为研究对象,通过研究配方配比与丁腈橡胶材料溶胀及摩擦学行为的对应关系,探求不同工况条件下丁腈橡胶材料耐溶剂和耐磨损部件的选材规律。在本文研究中,根据工程用丁腈橡胶基本配方制备三种不同丙烯腈含量的丁腈橡胶试样（N18、N26和N41）,选择去离子水作为试验溶剂,选择不同的溶胀时间进行溶胀试验,首先讨论丁腈橡胶的溶胀行为和机理。基于溶胀量,交联密度（NMR）,成分（FT-IR）和形貌（SEM）分析,对水介质中丁腈橡胶的溶胀机理及溶胀对橡胶材料的物理和结构性能的影响进行了评估;其次,通过硬度和拉伸性能测试,对溶胀作用影响下不同丙烯腈含量丁腈橡胶的机械性能进行了系统研究;最后,分别对溶胀前后的丁腈橡胶进行了干、湿二体滑动磨损以及不同粒型下的三体磨粒磨损试验,通过分析丁腈橡胶样品的摩擦系数,磨损量以及表面形貌,比较分析水环境下未溶胀和溶胀丁腈橡胶的耐磨性以及磨损机理,并对溶胀与磨损行为的交互关系进行了深入探讨。本文研究结果表明,在水介质环境下水分子渗透到丁腈橡胶结构中导致溶胀行为的发生。溶胀拉伸橡胶分子链并降低分子间力,分子链柔性的降低导致NBR分子网络交联结构和物质的变化,进而造成丁腈橡胶的硬度、拉伸等机械性能的改变。在摩擦作用下,溶入水介质的溢出造成润滑状态改变,进而影响丁腈橡胶的磨损行为,磨损导致水溶剂与橡胶组织接触面积的增加使水分子更易浸入橡胶组织中,进一步加剧了溶胀和磨损行为的发生。随着丙烯腈含量的增加,增加的交联密度和硬度降低了相同载荷下橡胶组织的变形并在一定程度上阻碍了溶胀微循环,从而导致磨损量减小。由于在水环境下的磨损过程中溶胀行为仍在同步进行,因此,溶胀对丁腈橡胶磨损行为的影响存在并作用于整个磨损过程。本文旨在通过研究丁腈橡胶的溶胀行为,建立溶胀与丁腈橡胶溶胀率、交联密度及成分变化的关系,结合表面分析和截面分析,揭示丁腈橡胶溶胀机理,确定溶胀行为对丁腈橡胶机械性能的影响;在试验研究和理论分析的基础上探讨溶胀前后丁腈橡胶材料的滑动磨损机理,明确丁腈橡胶水溶胀行为与磨损行为之间的交互关系。本文的研究成果为水环境中不同磨损条件下丁腈橡胶部件的选材和设计以及丁腈橡胶耐溶胀及耐磨损性能的配方改进提供研究方法及理论基础,为溶胀影响下橡胶及其他弹性体材料的摩擦学特性研究提供理论依据和可借鉴思路。