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纳米三氧化二铝添加到橡胶中能显著的增强橡胶的拉伸强度，耐热性，抗老化性，耐磨性
实验表明：当只添加纳米氧化铝时，橡胶的拉伸强度不是很高，但橡胶的耐热性，抗老化性、耐疲劳性、耐磨性均优于只用氧化硅的橡胶。纳米氧化铝与纳米二氧化硅复合使用后，橡胶的撕裂强度、拉伸强度得到改善，其拉伸强度超过了只用纳米氧化铝 或只用氧化硅的情况。当纳米氧化铝和纳米氧化硅的质量比为1：1时，橡胶可达到较高拉伸强度。当纳米氧化铝和纳米氧化硅质量比为3：1时，橡胶的耐磨性和耐疲劳性能更佳。
纳米氧化铝用到各种橡胶橡胶工业中，还能使橡胶具有良好的导热性能，抗腐蚀性能，同时赋予橡胶更好的致密性和耐摩擦性。
纳米氧化铝具有比较高的导热系数，填充到橡胶中可以赋予橡胶导热性和绝缘性，并使其具有良好的物理机械性能，
唐明明等，将100份的纳米氧化铝和200份微米氧化铝并用填充到丁苯橡胶中，制备了具有良好综合性能的导热橡胶，材料的导热系数可以达到0.901W/(m·K)。
将粒径均一的纳米Al2O3填充到硅橡胶中可以制备高导热硅橡胶，由于高温硫化硅橡胶中的大量氧化铝粒子键接到橡胶基质上，使得其要比室温硫化硅橡胶具有更好的导热性与抗腐蚀性。