硅橡胶(Silicone rubber,SR)优异的热稳定性使其被广泛用作高温环境下的弹性材料。近些年来,为使硅橡胶能适应更为苛刻的高温环境,提升硅橡胶热稳定性的研究被广泛开展。在提升硅橡胶热稳定性的方法当中,以添加耐热添加剂最为简单有效。本课题组的前期工作表明,碳纳米管(Carbon nanotubes,CNTs)与修饰在其表面的氧化铁(Fe2O3)纳米粒子能够协同地提升硅橡胶复合材料的热稳定性。这种协同作用具有偶然性还是普适性仍有待于研究,而氧化铜(CuO)作为一种典型的半导体材料,应用非常广泛,其和高分子复合的研究近年来也逐渐被关注,且在早期文献中,也有CuO提升硅橡胶耐热性的报道。基于以上考虑,本论文采用溶胶凝胶法制备了CuO和CuO-CNTs纳米粒子,并将其与硅橡胶基体复合,系统地研究CNTs和CuO对硅橡胶热稳定性的影响,并进一步探究CNTs和CuO在硅橡胶复合材料热降解过程中的作用机理。通过对硅橡胶复合材料热氧老化前后的力学性能的测试以及在不同环境下的热重的分析,来探究耐热添加剂对硅橡胶热稳定性的影响,并分为侧链降解和主链降解两个阶段进行讨论。有氧条件下的测试结果表明:CNTs、CuO和CuO-CNTs均能有效地提升硅橡胶在侧链氧化降解阶段的热稳定性,其中以CuO-CNTs的提升效果最为明显,表现出协同作用。而无氧条件下的结果则表明:CNTs因其位阻效应和优异的导热性能也能有效地提升硅橡胶在主链降解阶段的热稳定性,而CuO和CuO-CNTs却加速了硅橡胶主链的降解,其中以CuO-CNTs/SR的催化加速效果更为明显。此外,还通过XPS表征和无氧条件下TG-IR测试,分别从热老化过程中CuO中的Cu元素化合价的变化和硅橡胶降解产物的变化两个角度对耐热添加剂的作用机理进行探究。结果表明:CuO对硅橡胶在侧链氧化降解阶段热稳定性的提升主要归因于CuO能够捕捉硅橡胶侧链氧化过程中产生的自由基,从而抑制了氧化降解反应,CNTs与CuO的协同作用主要是因为CNTs良好的导热性能以及它们能够互相促进彼此捕捉自由基的能力。在无氧条件下,CuO和CuO-CNTs的加入不仅使得硅橡胶主链的降解发生在较低的温度区间内,而且增加了这种降解反应的程度,劣化了硅橡胶主链的热稳定性,这可能是由于在高温下CuO通过电子跃迁产生了某种自由基,催化了硅橡胶主链降解成环状硅氧烷的反应。CuO-CNTs的这种催化效果更为明显,可能是由于CNTs的存在,增强了CuO和硅橡胶基体之间的相互作用,使得CuO对硅橡胶主链降解的加速作用得到促进。