轮胎的主要原料为天然橡胶,其分子链柔性好,常温下呈无定型状态,具有优异的综合物理性能以及良好的加工性能,但由于轮胎在使用过程中会产生大量的热量,而天然橡胶作为聚合物是热的不良导体,且在行驶过程中遭受疲劳、磨损等多种破坏,使其受热不均匀,出现热疲劳老化等现象,严重影响了轮胎的使用寿命。本课题以轮胎胎面胶配方为基础配方,以石墨为导热填料,研究了石墨填充量及粒径对天然橡胶导热性及其它性能的影响;通过聚甲基丙烯酸超声改性石墨、甲基丙烯酸甲酯乳液聚合改性石墨,研究了石墨/聚甲基丙烯酸质量比、石墨/甲基丙烯酸甲酯质量比对石墨改性的影响,以及对石墨/天然橡胶复合材料导热性能及其它性能的影响。研究结果表明,石墨填充量越大,天然橡胶的导热系数越大,当石墨填充量为50g时,天然橡胶的导热系数为0.598W/m·K,比纯天然橡胶提高了196.04%;当填充量为40g(800目)时,石墨/天然橡胶复合材料的综合性能最佳;石墨的粒径越小,天然橡胶的导热系数越大,且其它性能也较好。石墨经聚甲基丙烯酸超声改性后,石墨表面的杂质消除,石墨的团聚现象得到改善,层间范德华力遭到破坏,层间作用减弱,石墨的层间距增加,石墨与天然橡胶作用增强,石墨的填充补强效果得到提高;当石墨与聚甲基丙烯酸质量比为1:2时,石墨/天然橡胶的导热性能及其它性能最佳;SEM测试结果表明,聚甲基丙烯酸超声改性石墨可以改善石墨在天然橡胶基体中的分散性及石墨在拉伸断面的脱离现象。石墨经甲基丙烯酸甲酯乳液聚合改性后,石墨表面及层间形成了聚甲基丙烯酸甲酯聚合物,石墨片层结构的边缘不再明显,且石墨表面含氧官能团增多,粗糙度增加。当石墨与甲基丙烯酸甲酯质量比为10:20时,石墨/天然橡胶复合材料的综合性能最佳;SEM测试结果表明甲基丙烯酸甲酯乳液聚合改性石墨可以改善石墨在天然橡胶基体中的分散性及石墨在拉伸断面的脱离现象。