绿色轮胎由于低滚动阻力,因此节油性好,具有广阔的发展前景。绿色轮胎通常以白炭黑为补强填料,由于橡胶基体通常是非极性,而白炭黑表面有大量羟基,具有强极性,白炭黑之间由于氢键的影响导致容易聚集。这样会产生两个不好的结果,一方面,填料团聚使得填料与橡胶接触面减小,导致填料补强效果减弱;另一方面,由于白炭黑聚集,橡胶纳米复合材料中的白炭黑在动态形变下相互碰撞摩擦,导致滚动阻力增大。工业上通常使用硅烷偶联剂改性白炭黑。但是,硅烷偶联剂改性绿色轮胎会释放VOCs气体,硅烷偶联剂改性效果有待进一步提高等问题。针对上述问题,本研究从硅烷偶联剂改性绿色轮胎机理出发,根据硅烷偶联剂已有的优点,结合硅烷偶联剂的不足,探索并设计新型偶联剂及制备高性能绿色轮胎。本论文的主要工作如下:（1）为解决硅烷偶联剂作用于白炭黑表面的羟基产生的VOCs气体,设计并通过阴离子聚合技术制备双端环氧聚丁二烯液体橡胶（DETPB）,并对其结构进行表征。DETPB在150℃下与白炭黑反应,反应结束后除去未与白炭黑反应的DETPB,使用TGA对DETPB改性过的白炭黑进行表征,结果证明DETPB成功与白炭黑反应并形成化学结合。DETPB应用于橡胶白炭黑纳米复合材料,环氧基团与白炭黑表面的羟基反应不产生VOCs气体,且聚丁二烯包覆于白炭黑表面,增加白炭黑在橡胶基体的分散效果。使用橡胶加工分析仪（RPA）对白炭黑在橡胶基体的分散表征,结果显示,DETPB改性后的橡胶纳米复合材料的填料分散效果明显更好。（2）为进一步改善丁苯橡胶与白炭黑的化学界面结合,本研究创造性的设计并制备了新型偶联剂。首先使用KH580点击1,2-结构聚丁二烯液体橡胶,然后将其预硫化即得到新型偶联剂（KPBS）,并对其结构进行表征。将KPBS与白炭黑在150℃下反应,抽提除去未与白炭黑反应的KPBS,并进行TGA和SEM对KPBS改性后的白炭黑进行表征。结果显示,KPBS与白炭黑表面的羟基反应并构建化学结合,KPBS改性白炭黑使得白炭黑之间的团聚作用减弱。最后使用新型偶联剂KPBS改性白炭黑,使用RPA、拉力机、压缩生热机、Akron磨耗机,DMA进行测试。结果显示,使用KPBS改性的橡胶白炭黑纳米复合材料的填料分散更好、白炭黑补强效果也更好,以及魔三角性能得到更好的平衡。