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炭黑具有诸多优异的理化性质，如耐高温、耐候性、耐化学腐蚀性、良好的导电性及光稳定性等等，广泛应用于橡胶、塑料、干电池及色素等诸多领域。然而由于炭黑粒子粒度小，比表面积大，表面能高，使得炭黑粒子间极易发生团聚，大大影响了其在精密材料和功能材料中的应用，因此，寻求适当的方法对炭黑粒子进行改性势在必行。 本论文分别采用超声和γ射线辐照两种方法改性炭黑。文章首先以超声波清洗机作为超声源，在超声和引发剂的共同作用下引发单体MMA在炭黑表面进行原位包覆聚合，在常温下短时间内即实现了聚合物PMMA在炭黑表面的包覆，与此同时，炭黑团聚体也在超声的空化作用下得以分散和破碎;文章紧接着研究了改性前后的炭黑粒子在环氧树脂基体中的分散状况，对比了不同炭黑添加量下改性前后炭黑/环氧树脂复合材料力学性能的变化;论文最后将γ射线辐照的方法引入到炭黑表面改性中，分别利用预辐照和共辐照接枝的方法对炭黑进行聚合物改性，高效制备了多种聚合物接枝改性炭黑，为炭黑表面改性提供了便捷且有效的途径。综合这三部分的实验内容，本论文主要得到了以下研究成果: 在超声改性实验中，本论文使用了超声波清洗机作为超声波发生装置。但由于其功率较低，超声过程中产生的自由基数量有限，难以单独引发聚合，因此超声的同时需加入少量引发剂。文中研究了引发剂的种类对聚合反应的影响，阐述了单体MMA在炭黑表面原位包覆聚合可能的反应机理，并通过红外光谱分析(FT-IR)、热失重分析(TGA)、X射线光电子能谱(XPS)、激光粒度分析仪(DLS)等手段表征了改性炭黑的表面化学组成和粒径大小与分布，利用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)观察了改性前后炭黑聚集体的形态变化。测试结果表明:在超声和引发剂KPS的共同作用下，炭黑表面成功实现了PMMA的包覆，包覆率为5.9wt％;炭黑改性后表面的O元素含量增加，O/C原子比从4.2％增至7.5％;且粒子大小较之于未改性炭黑有所减小，团聚现象明显减弱，在有机溶剂中的分散稳定性也得到显著提高。 炭黑改性后将其与环氧树脂复合，制备得到改性炭黑/环氧树脂复合材料，并与未改性炭黑/环氧复合材料对比，对它们进行表面形貌和力学性能的分析表征。研究结果显示:改性后炭黑在环氧树脂中的团聚现象明显减弱，分散稳定性得到显著提高，即使添加量达到10phr时也未出现明显的团聚现象;改性炭黑/环氧树脂复合材料的拉伸强度和断裂伸长率都有不同程度的提高，当改性炭黑添加量为5phr时，复合材料的拉伸强度达到了最大值16.6MPa，较同等添加量下未改性炭黑/环氧树脂的拉伸强度提高了140.6％;当含量增至7.5phr时，其断裂伸长率达到最大值204.5MPa，较之于环氧树脂提高了47.1％。 文中最后利用γ射线辐照的方法对炭黑表面进行接枝改性，分别采用预辐照和共辐照两种辐照方法在炭黑表面进行聚合物接枝，并用FT-IR、TGA、XPS和SEM等测试手段对接枝效果进行表征。结果显示:共辐照法能高效引发单体MMA、MA-DAP共单体在炭黑和氧化炭黑表面接枝，得到多种聚合物接枝炭黑;而预辐照法由于炭黑表面自由基存活寿命过短而难以实现表面接枝。通过SEM分析和自然沉降测试进一步证实了炭黑经接枝改性后在有机溶剂中具有良好的分散稳定性。