乳液絮凝法是张立群教授等提出的一种简便高效的纳米复合技术,也是制备层状硅酸盐/橡胶纳米复合材料的重要方法之一。本论文的研究工作主要分为两个部分：一.利用乳液絮凝法制备出粘土/天然橡胶纳米复合材料,用多种试验方法研究其抗裂纹增长及耐破坏性能；二.通过应用各种改性剂对粘土/丁苯橡胶纳米复合材料的工业化产品进行有机改性,从而提高复合材料的综合性能,进一步推进其在工业界的应用。对比了粘土/炭黑/天然橡胶纳米复合材料与纯炭黑填充的天然橡胶的物理机械性能。当用1phr粘土分别代替1-5份炭黑时,粘土/炭黑/天然橡胶纳米复合材料的拉伸强度,撕裂强度和阿克隆磨耗会出现峰值,这与粘土形成的填料网络结构有关。首次用预割口试样,包括预割口长条型试样,预割口哑铃型试样,预割口屈挠试样,研究粘土/炭黑/天然橡胶纳米复合材料的抗裂纹增长性能,研究发现,相较于炭黑的球状结构,粘土独特的片层结构在一定程度上能够钝化支化裂纹尖端,使裂纹发生偏转,因此能够提高纳米复合材料的抗裂纹增长性能；粘土的加入可以使裂纹增长路径变得更为曲折。用耐切割试验机模拟工程轮胎在苛刻路面的行驶情况,借此研究其耐破坏性能,研究发现,加入粘土可以改善其耐切割性能；当粘土用量一定时,耐切割性能随着炭黑用量的增加而变好；用SEM观察切割后的表面发现,粘土的加入使切割后断面相对光滑,没有明显的空洞和沟槽。用伸张疲劳实验研究粘土/炭黑/天然橡胶纳米复合材料的耐疲劳性能。粘土的加入可以使复合材料的100%和300%定伸应力提高。采用工业界面剂对粘土/丁苯橡胶纳米复合材料的工业化产品进行界面修饰,提高其硬度,100%、300%定伸应力和拉伸强度。此外,耐磨性能也得到了很大的改善,这就为制备一种节能,环保,高效的绿色轮胎提供了一种行之有效的方法。另外,KH550和Si69的界面作用研究表明,两者对工业化制备的粘土/丁苯橡胶纳米复合材料的性能调节是有一定效果的。初步探讨了其机理,两者可以同时与粘土和橡胶基体发生反应,明显增强粘土与橡胶基体的界面结合作用,提高界面效应。