随着经济和社会的发展,轮胎工业已然成为汽车工业中相当重要的一部分,人们对轮胎节能、环保、安全、耐用等方面提出了比以往更高的要求。滚动阻力、抗湿滑性以及耐磨性能被称为轮胎的“三大行驶性能”,它们之间既相互影响又相互制约,在降低轮胎滚动阻力的同时,又能提高轮胎的抗湿滑性及耐磨性能,是轮胎工业长期以来面临的重大研究课题之一。白炭黑在降低滚动阻力方面的优势,使这种非炭黑补强填料在轮胎中的应用不断增加。但是由于白炭黑表面大量羟基的存在,使得白炭黑粒子之间通过相互作用聚集成填料网络,从而导致胶料的粘度增大,加工困难,而且白炭黑会干扰橡胶的硫化反应,所以在应用之前必须对其进行表面改性。本文合成了一种新型多功能橡胶助剂——次磺酰胺基硅烷偶联剂Silane-NS,同时在前期研究工作的基础上,对本课题组开发的另一种多功能橡胶助剂噻唑基硅烷偶联剂(Silane-M)的合成进行了改进,改善了它的反应条件,提高了转化效率。在合成的基础上,通过红外光谱(FTIR)、紫外-可见光光谱、元素分析、核磁共振氢谱和高分辨质谱等分析测试手段表征了两种多功能橡胶助剂的结构,并将两种多功能橡胶助剂分别应用于天然橡胶/白炭黑复合材料和丁苯橡胶/白炭黑复合材料,研究了其对复合材料结构与功能的影响。硫化特性分析表明,Silane-M缩短了胶料的正硫化时间,改善了了胶料的加工流动性。复合材料的结构表征表明,Silane-M可以提高天然橡胶/白炭黑复合材料硫化胶的交联密度,同时能改善白炭黑颗粒在橡胶基体中的分散。对复合材料的性能测试结果表明,Silane-M可以提高胶料的物理机械性能,改善耐磨性能,并降低硫化胶的压缩疲劳温升。对于胎面胶来说,Silane-M的加入可以降低轮胎的滚动阻力,但同时复合材料的抗湿滑性能也变差。将Silane-NS应用于丁苯橡胶/白炭黑复合材料体系,对复合材料的结构与性能进行了研究,从混炼胶的硫化特性参数可以看出,Silane-NS降低了胶料的活化能,明显缩短了胶料的正硫化时间,改善了胶料的加工性能。对复合材料的微观结构分析表明,Silane-NS可以提高丁苯橡胶/白炭黑的交联密度和改善白炭黑颗粒在橡胶基体中的分散。复合材料的性能测试结果表明,Silane-NS可以提高胶料的拉伸强度、撕裂强度及定伸应力等力学性能,改善耐磨性能及压缩疲劳生热性能。对于胎面胶来说,Silane-NS的加入可以在降低滚动阻力的同时提高复合材料的抗湿滑性。