丁苯橡胶(SBR)是目前应用最广泛的合成橡胶之一,作为胎面胶具有高抗湿滑性和低滚动阻力等综合优势,是较佳的绿色轮胎胎面材料。橡胶材料由于其强度低以及从加工性能等考虑,需加入填料进行改善。本课题重点关注橡胶的纳米增强技术,对石墨烯填充的橡胶复合材料进行了研究。石墨烯由于其高比表面积特性极易发生团聚,与橡胶的复合的性能很大程度上与石墨烯和橡胶基体之间的界面结合状态密切相关。为改善石墨烯易团聚的缺陷,本研究对墨烯表面进行了化学官能团接枝,利用计算机模拟法并结合实验,一方面针对石墨烯上接枝特殊的化学官能团后和SBR之间的界面微观结构与结合特性的影响机理进行了研究,另一方面研究了丁苯橡胶的分子链结构、极性以及苯乙烯含量等结构变化对石墨烯/SBR复合体系的分子运动行为影响。为研究橡胶的纳米增强机理和制备高性能橡胶复合材料提供了一种新的尝试。在理论方面,利用分子模拟技术,分别对石墨烯表面接枝-NH2、-COOH等化学官能团化学改性后石墨烯/SBR复合材料的玻璃化转变温度变化规律进行了计算,分析分子动力学(MD)模拟结果可得到比容-温度曲线,由此确定体系的玻璃化转变温度(Tg),发现随温度的升高,复合材料的内聚能密度(CED)、自由体积分数(FFV)、均方位移(MSD)和分子链扩散系数(D)等均呈增大趋势但在玻璃化温度(Tg)处有明显转折变化,结果表明采用石墨烯补强橡胶时,对石墨烯表面进行化学改性是改善橡胶基体与石墨烯界面结合性能的有效方法。而基体的SBR,同样采用分子动力学方法,构建不同分子链结构的SBR链并与石墨烯复合构建全原子模型,对其均方位移、扩散系数和均方回转半径等模拟参数进行分析,结果表明SBR分子链的苯乙烯含量、支化结构、接枝改性等均会影响聚合物链的活动性,从而影响石墨烯/SBR复合材料的性能。近年来,环烯烃开环易位聚合(ROMP)备受聚合物各行业的关注,ROMP法所制得的产品在进行加氢反应后具备高透明性、耐化学性、阻隔性能好等综合优良性能,是一种用来生产防碎瓶盖、注射器、LED等的热塑性工程塑料。本研究对Zeon公司生产的环烯烃聚合物E48R、480R、330R三种牌号的样品进行了红外、热分析、氢或碳核磁共振谱等测试,分析与表征其可能的分子结构并对其微观结构进行剖析。依据所确定的构型参数构建模型并进行分子动力学模拟计算,建立了这三种COC样品的聚合单体结构与其密度、玻璃化转变温度等参数、性能之间的关系,为其生产提供了基础数据。