丁腈橡胶（NBR）作为一种合成弹性体,由于其优异的物理和化学性能（良好的加工性,机械性能、不透气性和优异的耐油性和耐溶剂性等）,在许多领域得到广泛应用。然而,由于丁二烯单元中的不饱和双键,NBR对热和氧气敏感。在老化过程中,由于氧化和交联反应,NBR通常变硬和变脆。因此,橡胶的抗热氧老化性能对于确保产品的正常使用寿命具有重要意义。此外,由于丁腈橡胶是非结晶橡胶,它具有较差的自增强性能和较低的拉伸强度,这限制了其在现实生活中的应用。所以在丁腈橡胶中需要加入各中填料来改善橡胶的性能。本文研究了改性石墨烯作为丁腈橡胶填料对橡胶性能的影响。对石墨烯的改性处理采用了三种不同方式:第一种方法是使用硅烷偶联剂（SCA）中的KH550、KH560、KH570与KH590对GO进行改性处理。经过水解反应与脱水缩合反应后,硅烷偶联剂成功接枝到GO表面,制备出硅烷偶联剂改性石墨烯（G-SCA）,包含G-550、G-560、G-570与G-590;第二种改性方式是使用KH590作为桥接剂将尿苷接枝到GO表面。首先将KH590接枝到GO表面制备G-590,之后G-590与尿苷发生点击反应,制备尿苷改性的功能化石墨烯（FGO）;第三种改性方式是使用KH570作为桥接剂将2-巯基苯并咪唑（MB）接枝到GO表面。首先,将KH570接枝到GO表面,使石墨烯表面含有双键,制备出中间产物（m GO）。之后使m GO与MB发生点击反应,将MB成功接枝到石墨烯上,制备出功能化氧化石墨烯片（FGS）。将改性后的石墨烯通过乳液共混与机械共混相结合的方式均匀分散在丁腈橡胶中,分别制备NBR-G-SCA复合材料、NBR-FGO复合材料与NBR-FGS复合材料。通过扫描电子显微镜（SEM）、热重分析仪（TGA）、调制差示扫描量热仪（MDSC）、振荡模流变仪（ODR）和万能试样机对丁腈橡胶复合材料的结构和性能进行了表征和分析。结果表明,在NBR-G-SCA复合材料中,G-590对丁腈橡胶的机械性能提升效果最好。与纯丁腈橡胶相比,当G-590添加量为1 phr时,拉伸强度与断裂伸长率分别提升4.6%与19.8%。压缩永久变形的测试结果表明,NBR-G-560与NBR-G-590的抗压缩永久变形性能较好,分别为纯丁腈橡胶的71.4%与68.3%;在NBR-FGO复合材料中,FGO能提高丁腈橡胶交联密度,并对拉伸强度有明显的改善作用。与纯丁腈橡胶相比,NBR-FGO-1的交联密度与拉伸强度分别提升51.3%与46%;NBR-FGS纳米复合材料具有良好的耐热氧老化性,高拉伸强度和快速固化速率指数。与纯NBR相比,含2 phr FGS的NBR-FGS样品的拉伸强度、固化速率和OIT值分别提高1.1、1.9和4倍。