碳纳米管的机械强度高,其自身的结构使其具有较好的电磁性能、导电、导热性能,但是碳纳米管自身有着较强的范德华力,大长径比和大比表面积,导致碳纳米管在基体中分散的效果不理想,因此对碳纳米管的表面修饰具有重大意义。本文首先对多壁碳纳米管(MWCNTs)进行研磨下,采用多巴胺及亚甲基双萘磺酸钠对碳纳米管进行非共价键表面修饰,制备得到了多巴胺及亚甲基双萘磺酸钠改性的多壁碳纳米管。将天然胶乳(NRL)作为基体,多巴胺及亚甲基双萘磺酸钠改性多壁碳纳米管作为填料,制备改性多壁碳纳米管/天然胶乳复合材料,比较了多巴胺及亚甲基双萘磺酸钠改性的碳纳米管以及未改性的碳纳米管/天然胶乳复合材料的性能。通过透射电子显微镜、拉曼光谱、热失重等方法研究碳纳米管在水中的分散效果,以及碳纳米管和多巴胺及亚甲基双萘磺酸钠之间的相互作用。通过力学性能、硫化性能测试方法对多巴胺及亚甲基双萘磺酸钠改性碳纳米管/天然胶乳复合材料的机械性能以及硫化性能进行分析。采用了RPA、体积电阻等测试方法对多巴胺及亚甲基双萘磺酸钠改性碳纳米管/天然胶乳复合材料的佩恩效应以及电性能进行系统的研究。研究结果如下:(1)碳纳米管在研磨作用下,通过超声处理后,多巴胺可以吸附在碳纳米管表面,并与碳纳米管之间产生π-π共轭效应,从而使多巴胺对多壁碳纳米管进行非共价改性,得到多巴胺改性碳纳米管。TGA表征显示多巴胺吸附在碳纳米管的表面。透射电镜显示碳纳米管在水中分散均匀,团聚明显减少,在水中能够稳定存在,多巴胺改性碳纳米管明显提高了碳纳米管的分散性。拉曼光谱显示经过改性后,碳纳米管的缺陷明显减少。(2)通过对比实验结果,发现多巴胺改性碳纳米管在胶乳基体中更容易形成均匀的填料网状结构。力学性能显示多巴胺改性碳纳米管/天然胶乳复合材料的各项性能均有所改善。硫化性能显示添加多巴胺改性CNT/NRL复合材料硫化速度下降,碳纳米管在基体中的分散效果变好。RPA结果显示经过改性后的碳纳米管天然胶乳复合材料的储能模量提高,损耗因子减小。电性能显示多巴胺改性碳纳米管在胶乳基体中的分散网络更加稳定,形成的导电通路更加通畅,体积电阻更小。(3)研究显示亚甲基双萘磺酸钠改性碳纳米管通过π-π相互作用使碳纳米管在水中的分散更加稳定,TEM显示碳纳米管在水中的分散得到明显改善。拉曼光谱显示亚甲基双萘磺酸钠可以改善碳纳米管的结晶状态,无序结构减少,有序结构增加。同时在亚甲基双萘磺酸钠的存在下,能够形成均匀的填料网络,CNT/NRL复合材料的储能模量增加,损耗因子降低。电性能表明碳纳米管经亚甲基双萘磺酸钠改性后,可以使其在基体中形成更加均匀的导电通路,体积电阻更小。(4)采用多巴胺及亚甲基双萘磺酸钠对碳纳米管协同改性,通过Zeta电位测试表明协同改性的效果要大于单一改性。随着碳纳米管含量的增加,复合材料的力学性能明显改善。天然胶乳复合材料硫化速度随着碳纳米管含量的增加而提高,这是由于碳纳米管添加量变多之后,增加导热,提高了硫化速度。RPA显示碳纳米管天然胶乳复合材料的储能模量上升,损耗模量下降。添加3phr NNO-PDA-MWCNT填料时,复合材料的体积电阻达到10~5Ω数量级。