绿色轮胎是当前轮胎的发展方向,使用绿色填料是轮胎绿色化的关键途径之一。我国是高岭土资源大国,因其具有许多良好的理化性质和工艺特性,且廉价易得,目前在轮胎胶料中的应用已引起人们广泛的关注。由于高岭土的无机亲水性及片层结构,使其与橡胶的相容性及在橡胶中的分散性较差,限制了其在轮胎胶料中的应用。本文采用三臂遥爪型硼酸酯偶联剂和高速分散机对高岭土进行湿法原位改性,研究了改性高岭土在NR、SBR中的应用效果。论文首先研究了硼酸酯改性剂乳液的制备方法。结果表明:用十二烷基苯磺酸钠作为乳化剂制备硼酸酯乳液,乳液的粒径小,分布窄,粘度高,Zeta电位绝对值高,乳液稳定性优于聚苯乙烯磺酸钠、羧甲基纤维素钠、硬脂酸作为乳化剂的乳液。当乳液浓度为2%,乳化剂的用量为改性剂量的2%时,可以制得长期保持稳定的改性剂乳液。采用不同的改性时间和改性剂用量对高岭土进行湿法改性,应用于全钢子午线轮胎胎面胶中,探究了高岭土的改性效果。研究发现,改性高岭土全部取代胎面胶中的白炭黑后,胶料的加工能耗降低,加工性能改善,硫化胶的拉伸强度和回弹性变大,压缩生热降低,滞后损失下降,耐老化性能变好,但300%定伸应力、耐磨性、抗撕裂性能下降。当改性时间为10min时,胶料的综合性能相对最佳;随着硼酸酯用量增加,拉伸强度和撕裂强度均存在先增大后降低的趋势,其他性能则随用量增大变化不明显,Zr-201用量为高岭土用量的2%时,改性高岭土/NR复合材料的综合性能较好。对湿法改性高岭土用于胎面胶的配方进行优化,研究了Si-69、S、耐磨剂L-727对胎面胶性能的影响。结果表明,随着Si-69用量的减少,胶料的加工性能变好,拉伸强度、撕裂强度及动态压缩性能呈现先变好后变差的趋势,而定伸应力、硬度略有减小,耐磨性、回弹性变化不大,耐老化性能略有降低,当Si-69减少为2份时胶料具有相对较好的性能;随着S用量的增大,胶料的生产速率提高,转矩差值逐渐增大,硫化胶的拉伸强度和耐老化性能略有下降,而定伸应力、撕裂强度、硬度和回弹性则有所增大,耐磨性、动态压缩性能也逐渐变好,S用量为1.3份时胶料的综合性能较好;耐磨剂L-727的加入明显提高了胶料的撕裂性能和耐磨性能,当改性高岭土与L-727配比为10:5时,胶料的综合性能较好。最后将优选出的最佳Si-69用量、S用量及改性高岭土与耐磨剂配比同时应用在同一胶料中,与原改性高岭土配方相比,物理机械性能变好,其中撕裂性能及耐磨性能分别提高了15.1%和18.9%,大大缩小了与原白炭黑配方的差距。与传统的炭黑、白炭黑填料相比,高岭土用于SBR中,胶料的混炼能耗低,Payne效应弱,具有较好的加工性能,硫化胶综合性能与N660炭黑胶料差距较大,与白炭黑胶料接近,明显优于碳酸钙胶料。与未改性高岭土相比,湿法改性高岭土填充SBR,具有更高的力学性能和更好的耐磨性。