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本论文综述了环氧树脂的改性方法和聚合物及其复合材料的摩擦磨损特性的研究进展，以此确定了研究思路。通过端异氰酸酯基聚丁二烯液体橡胶改性环氧树脂来提高环氧树脂的性能，填充纳米Al2O3来提高端异氰酸酯基聚丁二烯液体橡胶-环氧树脂聚合物的抗磨损性能。研究了复合材料的化学结构及力学和摩擦学性能，主要内容和结论如下：
1.用双氧水为引发剂，使用工业品溶剂(工业乙醇/水≥70/30)合成出高收率低成本的端羟基聚丁二烯橡胶(HTPB)，然后使其与多异氰酸酯反应得到端异氰酸酯基聚丁二烯低聚物(ITPB)。HTPB的合成最佳工艺条件：反应温度85～95℃，反应时间2.5～3.5小时；ITPB合成中NCO/OH在7.0～9.0时较好。
2.用合成的端异氰酸酯基聚丁二烯橡胶与环氧树脂反应，制得端异氰酸酯基聚丁二烯橡胶-环氧复合材料。通过这种橡胶改性可显著提高环氧树脂E51的性能，其中ITPB用量在30份时为最佳。预聚体与环氧树脂互穿网络聚合物的最佳合成工艺条件为：反应温度85～95℃，反应时间3.5～4.5小时；固化体系为三乙烯二胺与聚酰胺650以70：30复配，室温固化时间72小时。填充5％和10％纳米Al2O3能提高ETPB的力学性能。
3.干滑动条件下，通过端异氰酸酯基聚丁二烯橡胶改性环氧树脂可提高环氧树脂的抗磨损性能2～3倍，填充纳米Al2O3可提高ETPB的抗磨损性能2～5倍，填充5％f内米Al2O3的磨损率略低于10％的。ETPB的磨损率随摩擦条件改变而变化，而填充纳米Al2O3后基本不受影响。ETPB和纳米Al2O3填充ETPB的摩擦系数不随载荷和滑动速度改变而变化。材料的磨损机理为脆性断裂和剥层磨损。
4.水润滑条件下，填充纳米Al2O3 ETPB磨损率比纯ETPB的显著降低，ETPB的磨损率随摩擦条件改变而变化，而填充纳米Al2O3后基本不受影响，填充5％纳米Al2O3的磨损率略低于10％的。ETPB的摩擦系数(0.14～0.16)高于含纳米Al2O3填料的(0.05～0.06范围)，摩擦系数不随摩擦条件改变而变化。ETPB的磨损机理为疲劳磨损，添加纳米Al2O3填料后磨损机理转变为机械抛光磨损。
5.液体石蜡润滑下，填充5％和10％纳米Al2O3填料ETPB的磨损率比纯ETPB的明显降低；ETPB的磨损率随载荷提高明显增加，而含纳米Al2O3填料的ETPB的略有增加。ETPB的摩擦系数(0.06～0.07)略高于含纳米Al2O3填料的(0.04～0.06范围)，且不随载荷和滑动速度改变而变化。ETPB的磨损机理为塑性变形和疲劳磨损，添加纳米Al2O3填料后磨损机理变为轻微的塑性变形和疲劳磨损。
6.在石英砂/水浆料中，环氧树脂、ETPB和含5％和10％纳米Al2O3 ETPB复合材料的冲蚀磨损率随着速度提高而增加。通过端异氰酸酯基聚丁二烯橡胶改性可明显提高环氧树脂的耐冲蚀磨损性能，而在改性后的环氧树脂ETPB中添加5％和10％纳米Al2O3降低了材料的抗冲蚀磨损性能。材料的冲蚀磨损机理为材料塑性变形、脆性断裂和脱落。