本论文提出了面向弹性体应用的理想填料设计思路,分别制备以无机SiO₂粒子为硬核,PS,PI以及SA和LA复配有机酸为壳的复合纳米粒子,将该粒子填充到橡胶基体中,不饱和分子链与基体化学键合,饱和分子链可起到松弛作用,从而达到良好的增强效果。本研究采用KH570,KH550分别对二氧化硅粒子改性,在粒子表面接枝-C=C,-NH₂基团,并在此基础上合成了SiO+2/PS,SiO₂/PI复合粒子以及SiO₂/SA/LA复合粒子,对接枝双键的改性产物填充到SBR进行了性能评价。采用偶联剂KH570对纳米SiO₂进行有机官能化改性,探讨了改性工艺,偶联剂水解时间、用水量,以及偶联剂用量等方面对官能化程度的影响,通过红外、核磁光谱,热重分析,透射电镜等方法进行了表征。预先采用占偶联剂质量35%的水对KH570进行水解143min得到水解偶联剂,当偶联剂用量为SiO₂的40%时,在甲苯回流状态下进行改性反应所得产物官能化程度最高,有机接枝率达到17.1%。将改性产物添加到SBR中,改性填料在橡胶基体中的分散性明显提高,同时橡胶的硫化时间缩短。采用改性二氧化硅与未改性纳米二氧化硅复配填充SBR,考察改性填料含量对橡胶的影响,当其含量为15%时,橡胶的性能最好。采用KH570改性SiO₂为核,St或Ip为单体进行聚合,探讨了乳化剂,加料方式的影响,确定了最佳聚合工艺,采用种子乳液聚合,乳化剂用量为30%,SDS/OP-10复配乳化,并运用多步乳化聚合方式进行反应,成功制备了SiO₂/PI、SiO₂/PS复合材料。成功制备了KH550改性纳米SiO₂粒子,在粒子表面引入-NH₂,进一步接枝长链有机酸分子,油酸、硬酯酸,制备了SiO₂/SA/LA复合粒子,并通过改变原料配比控制了改性粒子的不饱和程度。文中系统研究了偶联剂改性二氧化硅的条件,确定了水解反应的影响,定量研究了二氧化硅改性程度,采用乳液聚合合成了SiO₂/PI核壳粒子,设计并制备了不同饱和度的SiO₂/有机酸复合粒子,这些在国内外具有创新性,未见相关文献报道。