随着汽车工业的迅猛发展,废旧轮胎所引起的环境污染和资源浪费等问题亟待解决,如何环保高效地回收废旧轮胎成为人们研究的热点。胶粉的生产过程基本不产生二次污染,可使废旧轮胎的循环利用率接近100%,已成为废旧轮胎再利用的主导方向。然而胶粉具有致密的三维网络结构以及惰性的表面,使其实际应用受到限制。本文利用氮氧自由基对胶粉进行改性,通过直接反应成型得到可重复加工的全胶粉弹性体材料,以及在丁苯橡胶中大量填充使用,实现了废旧橡胶资源的高效回收利用,有助于解决我国橡胶资源相对短缺的问题,具有一定的实用意义和经济价值。本文通过胶粉与含有双官能度氮氧自由基的改性剂DTEMPO直接反应成型得到可重复加工的弹性体材料。通过交联密度、溶胶分数测定以及红外光谱（FTIR）、X射线光电子能谱（XPS）、电子自旋共振（EPR）等测试分析胶粉的反应成型机理,最后通过扫描电镜（SEM）观察材料的微观形貌并通过拉伸实验测定材料的力学性能。结果表明,DTEMPO上的氮氧自由基能够捕捉胶粉在机械剪切过程中产生的硫自由基,对胶粉起到一定的脱硫作用,另外部分氮氧自由基会附着在胶粉表面,热压过程中可与橡胶分子链反应并在胶粉界面间形成热可逆的烷氧基胺交联结构,得到性能优良的全胶粉弹性体材料。DTEMPO添加量为3 phr时材料的力学性能最佳,拉伸强度可达到12 MPa,断裂伸长率达到290%,重复加工两次之后材料的力学性能恢复效率高于80%。随后,全胶粉弹性体在高温和弱剪切力的作用下能够重新破碎得到改性胶粉,在丁苯橡胶（SBR）中填充后会对复合材料的结构与性能产生积极影响。首先利用粒径分析、SEM、XPS、EPR等测试对改性胶粉进行表征,进一步通过无转子硫化仪分析改性胶粉对SBR硫化特性的影响,并结合Payne效应、Mullins效应和Mooney-Rivlin模型探究改性胶粉与SBR基体之间的相互作用。结果表明,改性胶粉的表面更加粗糙,且含有氮氧自由基等活性基团,与SBR基体之间的相互作用显著增强,相较于未改性胶粉,改性胶粉在SBR基体中的分散性更好,Payne和Mullins效应得到改善。SBR基体中填充80 phr改性胶粉后,复合材料的拉伸强度仍可达到19 MPa,断裂伸长率为460%,力学性能优于30 phr未改性胶粉填充的SBR复合材料。