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本论文采用多种硅烷偶联剂对气相法纳米SiO2粒子进行表面改性,制备了表面具有良好亲油性的有机化粒子,并首次采用阴离子原位聚合法将SiO2粒子引入到丁二烯的聚合中,制备了聚丁二烯（PB）/SiO2纳米复合材料（NC）,并对复合材料的结构和性能进行了系统的分析和研究。 （1） 通过改变SiO2表面改性工艺条件,如反应溶剂、温度、偶联剂水解时间以及溶液PH值等,采用面积积分比值法对有机化粒子进行分析,确定最佳的表面改性工艺。 采用FTIR、TEM、TGA以及UV等仪器对制备的有机化粒子的微观结构、分散状态以及紫外吸收性能等进行了表征。结果表明,经过偶联剂改性后,粒子表面的硅羟基含量大幅度下降,分散性明显提高,团聚体尺寸减小（100nm以下）,并呈现出SiO2特有的纳米粒子链结构。不同种类的硅烷偶联剂对粒子的改性效果以及微观形貌的影响存在差异。由于粒子表面接枝上了有机基团,随着偶联剂用量的增加,粒子的亲油性提高,吸湿性显著降低,为与丁二烯阴离子聚合制备纳米复合材料提供了前提条件。 （2） 在国内外首次采用阴离子原位聚合法制备了聚丁二烯/SiO2纳米复合材料。并研究了SiO2粒子对阴离子聚合以及复合材料结构与性能方面的影响。 采用FTIR、TEM以及DSC等仪器对复合材料的微观结构、粒子在基体中的分散状态以及玻璃化转变温度等进行了表征;采用TGA、平行板流变仪、UV仪器对复合材料的热性能、动态力学性能、紫外吸收性能进行了研究。结果表明,SiO2粒子经过偶联剂改性后,在PB基体当中的分散性明显提高,而且对复合材料的微观结构产生了较大影响,不同种类的有机化粒子的影响趋势也明显不同。复合材料的耐热性明显提高,其中,PB/wkl—A1100 NC,当粒子含量为3.2wt%时,热失重中心温度较之PB提高了17.6℃。SiO2粒子在体系中形成的空间网络结构对复合材料的动态力学性能产生了较大影响,低频下,储能模量提高,损耗因子降低,对PB基体起到一定的补强作用。由于SiO2粒子的存在,复合材料在整个近紫外区的吸光度明显提高,这为制备抗紫外辐射的橡胶提供可能。 在相同的聚合工艺下,采用沉淀法的SiO2粒子制备出PB/SiO2复合材料,研究发现,无论从粒子分散状态还是从材料的性能上看,该材料均无法与由气相法SiO2粒子制备的复合材料相比拟,气相法SiO2具有的特性为制备聚合物/SiO2纳米复合材料提供了保证。与普通的溶液共混法相比,原位聚合法在提高材料性能方面具有明显优势。