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炭黑(CB)与白炭黑(SiO2)并用填充橡胶，可降低轮胎滚动阻力和提高抗湿滑性能。采用传统的机械混炼法即干炼法制备橡胶混炼胶时，由于炭黑和白炭黑均为高表面能的纳米粒子，且白炭黑与炭黑和橡胶不相容，混入橡胶后以聚集体存在，很难达到纳米分散，从而增大了硫化胶的滞后损失，使其动态性能受损，填料团聚体粒子对橡胶的补强效果差，无助于降低轮胎滚动阻力和提高抗湿滑性能。本论文以NR胶乳、N330炭黑和硅溶胶为主要原料，利用硅溶胶受热生成二氧化硅粒子的性质，采用原位生成-共沉法即湿炼法制备天然橡胶/炭黑-二氧化硅纳米复合材料[C(NR/CB-nSiO2)]。考察了炭黑和二氧化硅用量、炭黑浓度、硅溶胶种类和浓度、表面处理剂的种类和用量、反应温度和时间、絮凝剂种类以及硫化配方等工艺参数对其硫化胶物理机械性能的影响，研究CB-nSiO2在橡胶中的分散性、粒径分布与微观结构及其对硫化胶物理机械性能和动态性能的影响，探讨了CB-nSiO2粒子对NR的补强效果。结果发现，与干炼法NR/CB/SiO2混炼胶料硫化胶相比，湿炼法C(NR/CB-nSiO2)硫化胶具有更为优异的力学性能、耐磨性能、压缩疲劳性能、回弹性能和耐老化性能，而耐屈挠性能则稍低。结合胶含量和交联程度随填料用量的增加而提高。FTIR分析显示nSiO2粒子表面的硅醇数量大大减少，说明SiO2粒子已与橡胶或Si69结合。RPA分析表明C(NR/CB-nSiO2)胶料的Payne效应比较小，说明填料网络程度低，分散性好，填料与橡胶基体的相互作用强烈。DMA分析表明C(NR/CB-nSiO2)硫化胶具有较高的抗湿滑性能和较低的滚动阻力。DSC分析表明湿炼法和干炼法胶料的Tg相近。TG分析表明C(NR/CB-nSiO2)硫化胶具有较好的热稳定性。SEM分析表明，C(NR/CB-nSiO2)无接触污染性，其硫化胶拉伸断面出现“瓣膜”状特殊结构，其形成过程需耗散额外的拉伸能量，因此试样具有较高的拉伸强度；填料粒子在NR基体中以平均粒径为45nm存在，分散性良好。湿炼法是将以胶乳制备固体橡胶的工艺过程和以固体橡胶与填料混炼的工艺过程结合为一体的胶乳与填料湿炼的新技术，具有节能减排、环保的显著优点，是橡胶加工工业领域的重要变革。湿炼法C(NR/CB-nSiO2)硫化胶具有优异的综合性能，尤其抗湿滑性强，滚动阻力小，是优质的载重子午线轮胎胎面胶，具有工业开发价值。