以天然橡胶为基体,研究了离子液体对橡胶硫化、白炭黑分散性及白炭黑与橡胶界面相互作用的影响,探究了离子液体用量、烷基链长度及阴离子类型对白炭黑填充天然橡胶的作用效果,对比了偶联剂和离子液体单用及并用对改性白炭黑填充天然橡胶的不同影响。通过硫化机理的研究以及对硫化特性的对比发现,离子液体能够起到类似于活性剂硬脂酸的作用,活化硫化反应,极大地提高硫化速率和交联密度。离子液体和白炭黑之间存在离子偶极相互作用,佩恩(Payne)效应变化及填料分散度的计算结果表明,离子液体能够改善白炭黑在天然橡胶中的分散;通过结合胶含量测定和拉伸断裂表面观察等可以得出,离子液体能够改善橡胶与填料的界面相容性。随着用量由0phr增加到3phr以及阳离子咪唑环烷基链长度的增长(从乙基到己基),改善效果越来越明显;且同为1-丁基-3-甲基咪唑阳离子时,溴盐比四氟硼酸盐的作用效果更好。在离子液体三种功能的共同作用下,白炭黑填充天然橡胶复合物的拉伸强度最大增加了114%,撕裂强度最大增加了201%,邵坡尔(DIN)磨耗损失最大减少了50%,磨耗后表面卷曲减少且更加平整;用量为3phr时硫化胶的各项力学性能最佳。偶联剂是白炭黑最常用的表面改性剂,能够极大地减弱白炭黑的表面极性,当与离子液体并用时,能够进一步增强白炭黑在天然橡胶中的分散及白炭黑与橡胶的界面相互作用,进而获得综合性能更好的天然橡胶复合材料。