本文采用炭黑表面原位固相接枝的方法制备了有机小分子接枝炭黑，通过控制炭黑表面有机小分子的接枝率来改变炭黑的表面活性，在此基础上着重研究了炭黑表面活性对炭黑填充天然橡胶复合材料力学性能的影响及其补强机理 利用炭黑表面固有的活性自由基和热机械作用下产生的瞬时自由基，以及位阻胺类光稳定剂LA-57特有的能够捕捉自由基的特点，在Haake转矩流变仪的强剪切力和一定温度的条件下实现了位阻胺类光稳定剂LA-57在炭黑表面的接枝反应。红外光谱(FT-IR)、热失重分析(TGA)测试结果表明，有机小分子LA-57接枝到了炭黑表面；动态光散射(DLS)结果表明炭黑聚集体尺寸变小，炭黑聚集体被打碎。 分析了炭黑填充量对天然橡胶力学性能的影响。力学性能测试结果表明，当炭黑填充量达到40phr时，硫化胶表现出最佳的补强性能。随着炭黑填充量的进一步的增加，炭黑在橡胶基体中分散性下降，填料与填料之间相互作用增强，填料与橡胶之间相互作用减弱，硫化胶力学性能开始下降。 比较了不同结构、粒径的炭黑与结合胶含量的关系。结果表明结合胶含量随着炭黑比表面积的增大和炭黑结构的增高而增加，同时填料与橡胶之间的相互作用也随之增加，表现出更显著的橡胶补强效果。 位阻胺类光稳定剂LA-57与炭黑表面自由基的接枝反应，屏蔽了炭黑表面原有的能与橡胶发生相互作用的活性点。通过控制接枝炭黑的接枝率可以改变炭黑的表面活性，在此基础上比较了不同表面活性的接枝炭黑填充的天然橡胶的结合胶含量，结果发现，随着接枝炭黑接枝率提高，炭黑的表面活性点数量减小，填料与橡胶之间的相互作用减弱，填料间相互作用增强，表现为结合胶含量减少，填料网络的形成方式逐渐从连接橡胶壳方式向填料间直接接触的方式转变。