本文利用双转子连续混炼机三维剪切流场提供的强大剪切力，实现了废旧轮胎橡胶机械力化学脱硫化，考察了脱硫工艺(温度和转速)对脱硫效果的影响；通过添加多种添加剂，成功地优化了脱硫效果；采用再生胶共混天然橡胶，成功地制备了力学性能优良的共混复合材料；通过将数值模拟技术与实验结果相结合，探讨了交联橡胶的脱硫化机理，并提出了橡胶脱硫过程中的拉伸作用比剪切作用更适合用于橡胶脱硫。主要研究结果如下：　　 1)本文基于机械力化学原理，使用双转子连续混炼机高剪切、强拉伸的混炼流场，在无任何脱硫添加剂的情况下实现了对废旧胎面橡胶的脱硫化处理。研究结果表明：再生胶的凝胶含量及交联密度都有显著的下降，脱硫效果显著。硫化试样的拉伸性能能够达到8.0MPa以上，达到国家一级再生胶标准的水平。NMR和FTIR分析表明脱硫前后橡胶的分子结构未发生较大的变化，且没有出现严重的橡胶热解现象。　　 2)实验中研究了多种橡胶脱硫助剂对脱硫效果的影响。在橡胶脱硫过程中分别加入抗氧剂、软化剂、橡胶再生催化剂等橡胶助剂进行试验，能有效地改变橡胶脱硫效果及硫化试样的力学性能；通过使用天然胶共混再生胶制备共混硫化胶，研究了不同配比下复合材料的力学性能。测试结果显示：天然橡胶的加入能有效提高硫化试样的力学性能，在天然橡胶较高的配比情况下，复合材料的力学性能十分优异。　　 3)使用Polyflow等流场分析软件对双转子连续混炼机的脱硫流场进行分析。与脱硫实验结果相结合，揭示了双转子连续混炼机的脱硫机理，分析结果表明：流场中的剪切力是打破硫化交联点的主要因素，但拉伸作用更适合用于橡胶脱硫。　　 4)通过对再生胶凝胶含量、交联密度、溶胶分子量变化和硫化试样的研究分析，揭示了在脱硫过程及硫化过程中影响再生胶及硫化试样性能的主要因素。实验结果表明：脱硫程度和橡胶分子量是决定再生胶及硫化试样性能的主要因素，此外，硫化试样的SEM图显示：再生胶基质中存有的未经脱硫的橡胶颗粒也是影响硫化试样力学性能的主要因素。