基于弹性体及其复合材料的力学增强,本论文采用粗粒度分子动力学模拟,讨论了材料的分子结构对体系力学性能的作用机制,重点探究了机械互锁结构和双分布接枝链结构的弹性体纳米复合材料,主要内容为:(1)机械互锁结构弹性体纳米复合材料。我们成功构造了具有机械互锁结构的弹性体纳米复合材料,该结构主要由两端官能化的接枝链接枝在同一个纳米颗粒的表面形成环状结构,进而让自由基体链穿进环中并与之紧密缠结形成互锁结构。通过调控基体链的刚柔性以及接枝环的结构,获得了理想的基体链穿进接枝环并与之缠结的结构状态,且在拉伸过程中该结构能够稳定存在。与此同时,我们发现该机械互锁结构不仅能够增强接枝链与基体链之间的界面相互作用,还能促进基体链间的缠结,提高基体链与基体链之间的相互作用强度,进而显著改善弹性体复合材料的拉伸力学性能。特别地,与传统的线性接枝复合材料相比,该机械互锁结构体系的拉伸性能可提高约770%,表现出显著的力学增强效应,这为设计与制备具有优良力学性能的新型弹性体纳米复合材料提供了新的思路。(2)双分布接枝链填充弹性体纳米复合材料。我们在每个纳米颗粒的表面均匀接枝了长度不同的聚合物链,然后再与基体链混合均匀。发现,在接枝链珠子总数不变的情况下,随接枝长链长度的增加,接枝密度降低,接枝链的空间位阻减小,导致纳米颗粒的分散性变差,但却表现出相近的力学性能。且具有相同接枝珠子总数的单分布与双分布接枝链对于体系界面相互作用的贡献是相同的,也呈现相似的力学性能。因此,我们认为体系的力学性能与接枝珠子总数密切相关,或者说接枝链长度与密度之间的协同效应导致体系的力学性能并没有显著的差异。此外,在接枝密度不变的条件下,随接枝长链长度的增加,纳米颗粒的分散性良好,聚合物链的延展性变好,体系膨胀,聚合物网络的密度降低,总的非键相互作用降低,导致拉伸力学性能单调下降。本工作将为调控弹性体复合材料的力学性能提供理论支撑。