本文主要研究了热空气老化对氢化丁腈橡胶（HNBR）材料分子结构和物理机械性能的影响。通过热空气老化对HNBR和白炭黑、炭黑、甲基丙烯酸锌、甲基丙烯酸镁补强的HNBR硫化胶以及加入防老剂和LiCO₃-50的HNBR硫化胶的力学性能、动态力学性能和分子结构的影响研究，分析热空气老化后HNBR橡胶性能和结构的变化，确定不同填料对HNBR橡胶热空气老化性能的影响，研究HNBR橡胶的热空气老化机理。通过对HNBR未补强硫化胶和补强硫化胶在热空气老化前后物理机械性能的研究，结果表明炭黑、甲基丙烯酸盐、防老剂和LiCO₃-50均能提高HNBR橡胶材料的热氧老化性能，其中，甲基丙烯酸锌和甲基丙烯酸镁能明显提高HNBR橡胶的耐老化性能，这与甲基丙烯酸盐在老化过程中继续发生反应有关，残余甲基丙烯酸盐单体在老化过程中能与橡胶分子链产生接枝反应、聚合反应和交联反应，能保护橡胶分子链，进一步提高HNBR橡胶材料的热稳定性。防老剂对提高HNBR橡胶的耐热空气老化性能有一定作用，而LiCO₃-50能显著提高HNBR的耐老化性能。不同填料补强的HNBR硫化胶的动态力学性能显示，与未补强的HNBR硫化胶相比，加入补强剂后，损耗因子峰值都降低，储能模量都升高。随着老化时间的延长，各种补强硫化胶的损耗因子峰值降低，玻璃化转变温度向高温方向移动，储能模量增加，在老化过程中主要发生了大分子链的交联反应。对不同填料补强的HNBR硫化胶老化前后的红外光谱进行分析，结果表明，老化后HNBR橡胶主要发生了交联反应，分子链中产生了羰基基团，各种补强材料在老化过程中也发生了不同的变化，其中，白炭黑表面的羟基减少，而甲基丙烯酸锌和甲基丙烯酸镁在老化过程中都发生了聚合反应。