纳米Si3N4陶瓷粉体(<100nm)不但具有纳米材料独特的效应,而且还具有高强度、高韧性、超塑性以及独特功能。纳米Si3N4陶瓷粉体比表面积比较大(50m2/g~80m2/g),同时具有高表面自由能,非常容易团聚,导致其在橡胶等高分子聚合物中难于分散,从而导致Si3N4纳米材料优异性能不能在复合材料中发挥出来。因此,我们设计合成大分子表面改性剂,对纳米氮化硅进行表面包覆改性实现纳米氮化硅表面的有机化,这样既能提高纳米氮化硅粉体在橡胶基体的相容性和分散程度,充分发挥其功能,又能利用大分子表面改性剂的结构设计上的优点对橡胶起到补强作用,充分发挥二者的协同效应。本论文利用自制的二甲基丙烯酸锌(ZDMA)原位聚合生成聚二甲基丙烯酸锌(PZDMA)大分子表面改性剂对纳米氮化硅进行表面包覆,制备了纳米氮化硅/三元乙丙橡胶(Si3N4/EPDM)和二甲基丙烯酸锌/三元乙丙橡胶(ZDMA/EPDM)复合材料,并对他们的性能进行研究。论文分五个部分:　　第一章介绍了纳米Si3N4粉体的基本性质、结构与性能,以及在复合材料中应用研究进展;用纳米粉体填料改性橡胶的研究进展;橡胶的种类等,最后提出了本论文的设计思想和研究内容。　　第二章通过一步法合成了二甲基丙烯酸锌(ZDMA)粉体,同时也用化学沉淀法合成了二甲基丙烯酸锌(ZDMA)。运用FT-IR、NMR、XRD和粒径分布对合成产物进行了表征和分析,并对两种方法合成的二甲基丙烯酸锌进行了相关性能的比较;通过平行实验优化选择了反应温度、分散溶液、非离子表面活性剂及其用量等合成的影响因素,确定了最佳的工艺条件,并探讨了分散溶液的回收利用问题。实验结果表明,一步法合成ZDMA优势明显,达到了预期实验目的。　　第三章应用合成的ZDMA原位聚合合成PZDMA包覆改性纳米Si3N4粉体。FTIR表明了ZDMA发生了原位聚合,合成的PZDMA包覆了纳米Si3N4粉体;通过沉降实验确定了ZDMA原位聚合的最佳包覆处理工艺条件,TEM表明处理后的纳米粉体在有机溶剂中分散良好,并应用纳米粒度测定仪比较了处理前后Si3N4纳米颗粒的粒径分布;初步探讨了ZDMA在纳米Si3N4表面原位聚合形成PZDMA的机理。　　第四章应用一步法合成的ZDMA直接填充三元乙丙橡胶,硫化后制备了ZDMA/EPDM橡胶复合材料。研究了复合材料的力学性能、耐热老化性能、耐油性能和耐磨性能等。结果表明,当ZDMA粉体的用量为2.0份时,ZDMA/EPDM橡胶复合材料与原三元乙丙橡胶相比,耐油性及其综合性能均有一定程度的提高。　　第五章应用通过ZDMA原位聚合的PZDMA包覆改性的纳米Si3N4粉体填充改性三元乙丙橡胶,制备Si3N4/EPDM橡胶纳米复合材料。研究了包覆改性的纳米Si3N4在橡胶基体中的分散性、橡胶纳米复合材料的力学性能、耐热老化性能、耐油性能和耐磨性能等。实验结果表明,纳米Si3N4在橡胶基体中得到了较好的分散,硫化后的橡胶纳米复合材料与原三元乙丙橡胶硫化样品相比,其撕裂强度、拉伸强度、耐磨性等具有显著提高,并明显地改善了耐油性能,尤其是耐热油性能。最后比较ZDMA/EPDM、Si3N4/EPDM复合材料与原三元乙丙橡胶的性能。