随着汽车工业的飞速发展,迫切需要开发一种高性能的工程胎用橡胶材料。乳聚丁苯橡胶（ESBR）因其优异的拉伸、撕裂及屈挠性能而成为极具应用前景的胎用橡胶材料之一。然而单一的ESBR并不能满足工程胎高强度、高耐磨等性能的需要,通过对ESBR的复合改性,制备高强度、高耐磨、耐刺穿的改性乳聚丁苯橡胶工程胎用复合橡胶材料是一条切实可行的技术路线。本文充分利用混炼型聚氨酯（MPU）的性能优势,通过对ESBR的复合改性,制备了一类新型的高性能工程胎用的复合橡胶材料（MPU/ESBR）,并对其性能进行了深入研究。主要研究工作和结果如下:（1）首先采用马来酸酐（MAH）接枝技术制备一种相容剂,实现了MPU在ESBR中的均匀分布。以相容剂古马隆树脂做对比分析,研究了自制相容剂马来酸酐接枝丁苯橡胶接枝物（ESBR-g-MAH）对MPU、ESBR两相相容性的改善,深入探讨了接枝率和接枝效率对聚氨酯改性乳聚丁苯橡胶（MPU/ESBR）复合材料性能的影响,并提出了最佳接枝工艺。研究表明:相容剂ESBR-g-MAH的加入,改善了MPU/ESBR复合材料的加工安全性能,提高了硫化效率,力学性能改善明显,ESBR-g-MAH是满足本文需求的相容剂,相容剂ESBR-g-MAH的用量优选为8%。（2）在解决了两相相容性的技术问题后,将MPU通过乳液共混、混炼共硫化加工等层面多角度引入ESBR体系,协同物理共混与化学共聚改性以提高ESBR的抗磨损和综合性能。通过机械共混和乳液共混两种不同的工艺方式制备MPU/ESBR复合材料,通过对复合材料硫化特性、交联特性、热失重、阿克隆磨耗等性能的测试分析研究不同工艺所得样品的结构与性能特点。研究表明:乳液共混工艺下制得的MPU/ESBR复合材料性能优于机械共混工艺。在不同MPU含量下,随MPU含量的提高,制品扭矩差值变大,复合材料交联网络中交联点增多,交联密度增加,交联网络更加完善;对于纯ESBR和MPU,MPU/ESBR复合材料的固化交联放热峰达到最大值所需要的时间缩短了;机械共混工艺下复合材料扯断强度的损失率为11%左右,乳液共混工艺下为9%左右,乳液共混下性能损失率更小;扯断伸长率下降幅度在39%～55%之间;老化后硫化橡胶硬度较老化前略微有所提高,试样变硬,300%定伸强度较老化前也稍有提高,提高幅度不大;MPU对MPU/ESBR复合材料耐磨性能的改善明显,磨耗体积最高可降低62.07%。（3）引入不同种类炭黑、白炭黑对MPU/ESBR复合材料的补强体系进行深入研究。以炭黑N220、N330、N550、N660和N774以及白炭黑7000GR、Z125和Z195为不同补强体系研究补强剂对MPU/ESBR复合材料硫化特性、力学性能、交联结构和动态机械性能等一系列性能的影响。研究表明:N220、N330、N550、N660和N774等5种不同牌号炭黑对MPU/ESBR复合材料的补强效果不同,N330对MPU/ESBR复合材料的补强效果最佳;比较7000GR、Z125和Z195等不同种类白炭黑对MPU/ESBR复合材料的补强效果,7000GR补强的复合材料综合性能较好;炭黑/白炭黑多相补强对MPU/ESBR补强时,N330/7000GR比例为60/20时补强的复合材料综合性能较好。