本论文研究了填充硫化胶中炭黑与橡胶化学交联网络的相互作用、炭黑和白炭黑与橡胶间的相互作用以及这些相互作用对混炼胶的加工性能、硫化胶的使用性能的影响。研究结果表明:橡胶的硫化和炭黑的补强作用有明显的协同作用。炭黑填充的NR硫化胶,由于硫化过程中填料聚集体的重新凝聚及化学交联网络的弹性回复作用,强化了炭黑聚集体网络结构在受到外力破坏作用后的重新生成,使Payne效应更明显。不同交联密度的炭黑填充NR的硫化扭矩分析表明,硫化过程扭矩差与炭黑填充分数有很好的线性关系;炭黑填充及未填充硫化胶的平衡溶胀实验、核磁共振交联密度分析都表明,炭黑对天然橡胶的化学交联没有影响。在配方相同时,采用先加小料后加炭黑的加料顺序,混炼过程耗能最低,混炼胶加工性能较好,硫化胶的综合物理机械性能较好。白炭黑强的极性使其在较小用量时就能形成填料网络,且填料网络相互作用较炭黑网络强。硫化过程中硅烷偶联剂与白炭黑和橡胶间的化学反应改变了白炭黑与橡胶的作用方式,使其动态损耗降低;与炭黑相比,硅烷偶联剂作用下白炭黑与橡胶间产生的化学结合会降低白炭黑粒子在动态变形条件下团聚的程度。促进剂DPG的用量与白炭黑的比表面积有关,比表面积大的白炭黑,DPG用量应高。对1115MP,DPG用量为1.5份时较好。即使没有硫黄,偶联剂Si-69也能在促进剂的存在下与橡胶发生部分交联,为保证加工的安全性,建议混炼时晚加促进剂;偶联剂NXT不能发生这样的反应,因此其加工安全性比Si-69好。