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由于碳纳米管(CNTs)具有极高的机械强度、独特的金属或半导体导电特性、吸附能力等,被认为是一种性能优异的新型功能材料和结构材料。本课题主要研究CNTs在特种橡胶中的填充效应,即CNTs对特种橡胶性能的影响,包括硅橡胶(MVQ)、氟橡胶(FKM)、丁腈橡胶(NBR)和氢化丁腈橡胶(HNBR),性能包括硫化特性、力学性能、高温拉伸性能、耐老化性能、耐磨性能、导电性能、导热性能、压缩生热性能、动态力学性能、加工性能,并通过扫描电子显微镜观察CNTs在橡胶基体中的分散情况。结果表明:随着CNTs含量的增加,MVQ的硬度、100%定伸应力逐渐提高,拉伸强度、撕裂强度先提高后下降,拉断伸长率逐渐降低;高温下MVQ的拉伸强度、拉断伸长率、100%定伸应力降低,加入CNTs后,拉伸强度保持率逐步提高,可见其耐热性提高。加入CNTs,MVQ的导电性能明显提高,导热性能有所提高;通过扫描电子显微镜观察拉伸试样断面可知,CNTs在MVQ基体中分散较均匀。当CNTs用量为6份时,MVQ的力学性能最好;当拉伸方向与压延方向平行时,MVQ的拉伸强度较大,而撕裂强度较小;延长压延时间,能提高MVQ的力学性能。长径比较小的CNTs比长径比大的CNTs在MVQ中分散均匀,其补强MVQ的性能也更好。随着CNTs含量的增加,FKM的扭矩增大,硫化时间延长,硬度、拉伸强度、100%定伸应力、撕裂强度逐渐提高,拉断伸长率逐渐降低。对于硅藻土填充FKM,高温下拉伸强度降低,但加入CNTs后,拉伸强度保持率提高;随着CNTs含量的增加,FKM的导热性能、耐磨性能逐渐提高。通过扫描电子显微镜观察拉伸试样断面可知,CNTs在FKM基体中只是局部分散均匀。随着CNTs用量的增加,NBR的最小扭矩和最大扭矩逐渐增大,焦烧时间和正硫化时间逐渐减少;拉伸强度和撕裂强度均是先提高后降低,拉断伸长率逐渐降低,100%定伸应力和300%定伸应力显著提高;高温拉伸性能中,拉伸强度保持率逐渐提高;导热系数逐渐提高,DIN磨耗体积逐渐降低。压缩疲劳性能中,随着CNTs用量的增加,静压缩率逐渐降低,永久变形和疲劳温升逐渐增加。动态力学性能中,加入CNTs后,橡胶的损耗因子峰值降低,储能模量在温度较低时变大。CNTs预分散体运输方便、称量准确、加料快速,并且橡胶性能较好、较均匀。由扫描电子显微镜可知,与普通CNTs相比,CNTs预分散体在橡胶基体中分散较均匀。随着CNTs含量的增加,HNBR的扭矩增大,硫化时间缩短;拉伸强度基本不变,硬度、100%定伸应力、撕裂强度逐渐提高,拉断伸长率、回弹性减小。老化后拉伸强度无明显变化,硬度、100%定伸应力提高,拉断伸长率减小;在高温拉伸性能中,加入CNTs后,拉伸强度、100%定伸应力保持率提高。对于橡胶的动态力学性能,加入CNTs后,储能模量增大,损耗因子峰值减小;由橡胶加工分析仪可知,加入CNTs后,弹性模量增大,损耗因子减小。CNTs在橡胶基体中整体分散比较均匀,局部存在团聚现象。与甲基丙烯酸锌(ZDMA)增强的橡胶相比,CNTs增强橡胶的扭矩较大,硫化时间较短;其力学性能、老化性能、高温拉伸性能和耐磨性能较好;由橡胶加工分析仪可知,CNTs增强橡胶的储能模量较大,损耗因子较小。