在白炭黑（SiO₂）补强硅橡胶中,高分子链网络与填料网络之间的协同作用,导致其具有较佳的力学性能。目前对无机填料网络及其与宏观力学性能的关联,基本停留在一些唯象的描述,需要探寻一种简便、直观、真实地表征填料网络结构的技术手段,研究其在应力作用下的演变规律,从而揭示橡胶中无机纳米粒子的补强机理,为各种白炭黑改性方法的选择和高性能填充硅橡胶配方的设计提供技术支撑。本文首先通过物理包覆和化学接枝这两种方法对SiO₂进行荧光标记,并对其结构和性能分析。然后优选化学接枝法标记白炭黑作为研究对象,以此填充硅橡胶制备荧光功能硅橡胶,并利用激光扫描共聚焦显微镜（LSCM）技术成功实现了硅橡胶中填料网络结构的可视化,研究了白炭黑添加量、结合胶含量对硅橡胶力学性能和网络结构的影响。具体研究结论如下:（1）通过扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）和荧光分光光度计等仪器对荧光SiO₂结构和性能进行了分析。荧光标记后的SiO₂粒径均有所增加,其中物理包覆法增加了5%,化学接枝法增加了15.8%,在波长为610 nm的监控下,二者最佳激发波长均在360 nm左右,说明荧光标记成功;物理包覆法所制备的荧光SiO₂能够在270℃高温下以及pH=8-12的缓冲溶液下保持较好的荧光性能,化学接枝法所制备的荧光SiO₂在300℃下仍可检测其荧光性能;在可视化最佳条件下,物理包覆法荧光标记SiO₂微球表面有机物含量为5.62%,化学接枝法荧光标记SiO₂表面有机物含量为2.29%,由此说明,化学接枝法对SiO₂微球的表面状态改性影响最小,因此后面实验选择化学接枝法对白炭黑进行荧光标记。（2）通过固体流变仪（DMA）、LSCM与三维重构软件（Avizo）联用对荧光功能硅橡胶力学性能及填料网络结构进行了分析。实验结果表明,不同填料填充份数下硅橡胶中填料可视化率均在90%以上,保证了填料可视化的真实性;通过对填料聚集体尺寸进行统计,说明不同填料填充份数下聚集体尺寸变化较小;随着填料份数从10份增加至60份,网络连接率从23%增加到60%,填料网络结构逐渐完善,对应的荧光功能硅橡胶100%定伸强度从0.84 MPa升高至3.57Mpa,断裂能从339.8 J/m²增加到18962.5 J/m²,力学性能逐渐增加。从网络连接率和断裂能的角度进行结构-性能分析,该种白炭黑填充硅橡胶的逾渗值所对应填料份数为30份。（3）通过LSCM、扫描探针显微镜（SPM）和DMA研究了结合胶含量对硅橡胶力学性能的影响。实验结果表明,网络连接率为60%-68%,可视化率达90%以上,填料网络结构无明显变化;随混炼胶停放时间从1天增加至45天,荧光功能硅橡胶中结合胶含量从22%增加至27%,对应的100%定伸强度从2.71 MPa增加至3.09 MPa;因此,通过荧光标记实现填料网络结构可视化研究表明,随着混炼胶停放时间增加引起结合胶含量增加,从而使硅橡胶定伸强度提高,但这一过程并没有造成填料网络结构发生变化。