汽车工业的发展和汽车保有量的激增,不但造成中东部雾霾天气的罪魁祸首,而且产生了大量废旧轮胎,造成严重的“黑色污染”,所以对废旧轮胎的回收利用成为重中之重。目前,废旧橡胶加工成胶粉是废旧橡胶再利用的主导方向。但胶粉具有致密的交联网络结构,表面呈惰性,与橡胶或塑料基体相容性很差,直接添加导致复合材料的性能下降。因此,需对胶粉进行表面改性以提高胶粉与高分子材料基体的界面结合,是将胶粉应用到高分子基体材料中的必要前提。目前胶粉的改性方法主要有机械力化学法、聚合物涂层法、再生脱硫法、接枝或互穿聚合物网络改性法等。本论文主要包括不饱和羧酸和氧化锌对丁苯橡胶/胶粉(SBR/RP)复合材料的改性以及机械力化学改性胶粉在环氧天然橡胶(ENR)和天然橡胶(NR)中的应用两部分内容。不饱和羧酸可以与橡胶基体中和胶粉中的氧化锌原位生成不饱和羧酸盐,且可以进行均聚,并与橡胶基体发生接枝等反应,增强胶粉和橡胶基体间的界面结合。本论文采用山梨酸/氧化锌(SA/Zn O)和甲基丙烯酸/氧化锌(MAA/Zn O)对SBR/RP复合材料进行了改性,由于SA/Zn O和MAA/Zn O原位反应生成的离子键、均聚、接枝等反应,使SBR/RP复合材料的交联程度提高,溶胀指数降低,硬度提高,混炼胶硫化时最大转矩(MH)提高。添加9phr SA时,SBR拉伸强度提高25%,磨耗体积降低8%;添加12phr MAA时,拉伸强度提高30%,溶胀指数下降47%,疲劳温升降低约26%;MAA用量为20phr时,SBR磨耗体积降低32%。RPA和DMA测试结果表明,SA/Zn O和MAA/Zn O的加入使材料的加工性能提高,材料的滚动阻力下降;SEM测试显示不饱和羧酸和氧化锌的加入明显改善了胶粉与橡胶基体之间的界面结合。采用机械力塑解和硅烷偶联剂相结合的方法改性胶粉,,并将其应用到ENR和NR中。首先使胶粉在机械力和塑解剂的双重作用下,使胶粉内部部分C-C键和S-S键断裂,胶粉表面产生羟基、羧基等含氧基团,制得塑解胶粉SRP;再加入硅烷偶联剂KH550,使其与SRP的含氧基团进行反应,制得改性胶粉GRP。与全胶粉RP硫化胶相比,全塑解胶粉SRP硫化胶的拉伸强度明显提高,溶胀指数低7%,热稳定性降低,脆断试样表面裂纹非常细微,胶粉粒子之间结合较为紧密。本论文将GRP应用到ENR中,利用GRP中KH550的氨基与ENR中的环氧基的作用,增强胶粉与ENR的界面相容性,使ENR性能明显提高。当KH550用量为1.2phr时,ENR拉伸强度提高10%;添加2.0phr KH550时,ENR磨耗体积下降13%,生热下降17%;DMA测试结果表明胶粉经改性后,ENR在60℃对应的tanδ降低9%。另外,将GRP应用到NR中,增强胶粉与NR的界面相容性,使NR性能明显提高。加入1.6phr KH550时,NR拉伸强度提高约10%,撕裂强度提高18%;加入2.0phr KH550时,磨耗体积下降30%;加入1phr KH550时,NR生热下降22%。DMA测试结果表明胶粉经改性后NR损耗峰值也降低8%,60℃对应的tanδ降低17%,SEM测试表明胶粉经改性后在ENR和NR橡胶基体中分散较为均匀,与基体结合更为紧密。