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环境和资源问题贯穿着人类社会发展的始终,随着全球工业和科技的蓬勃发展,人类对追求可持续绿色发展的愿望日渐强烈。汽车工业对人们的生产生活具有举足轻重的意义,在绿色能源汽车产业迅猛发展以减少石化资源消耗的同时,作为汽车关键部件之一的轮胎也朝着绿色、安全、高续航的方向发展。在此基础上,制备具有高抗湿滑、低滚阻和高耐磨的高性能绿色轮胎成为行业的研究热点。白炭黑(SiO2)作为一种补强性能优异、不依赖石化资源的橡胶补强剂,逐渐取代炭黑并广泛应用于胎面胶中。但SiO2自身存在的严重团聚限制了橡胶性能的进一步提升,同时单一填料的补强性往往不能满足目前人们对胎面胶更高综合性能的要求。水滑石(LDH)作为一种环境友好的无机材料,因其独特的二维结构和化学性质,近年来作为补强材料在橡胶工业中得到广泛应用,在绿色轮胎中具有较好的应用潜力。本文以SiO2和LDH作为主要补强材料,以溶聚丁苯/稀土顺丁(SSBR/BR)的并用胶作为母胶,通过化学手段制备出了三种类型的SiO2/LDH纳米复合材料并应用于绿色轮胎胎面胶配方中,并研究了这三种材料对橡胶综合性能的影响,主要研究内容如下:(1)利用材料正负电性相互吸引的作用,制备出核壳型SiO2@MgAl-LDH纳米复合材料并与SSBR/BR共混得到橡胶样品,测试结果显示SiO2与LDH之间具有紧密的杂化结构,较低的“佩恩效应”表明SiO2@MgAl-LDH在橡胶中具有较好的分散性,SiO2与LDH的协同促进作用提高了橡胶的拉伸强度,当LDH的比率在3/5时,胎面胶能够较好的平衡耐磨性、抗湿滑性与滚动阻力性能。(2)通过改变LDH的类型制备了核壳型SiO2@ZnAl-LDH纳米复合材料,同时在制备橡胶复合材料过程中在去除了胎面胶配方中对环境和生物体有害的硫化活性剂ZnO。结果显示,当除去配方中的ZnO后,ZnAl-LDH的存在仍然促进了硫化反应,提升了橡胶的硫化速率,当填料中LDH比例较高时,胎面胶有较好的力学性能、动态机械性能和较低的生热值。(3)对SiO2和LDH进行主客体交换,制备得到ZnAl-LDH负载SiO2粒子的SiO2-LDH纳米复合材料,采用(2)中的共混工艺制备了一系列橡胶复合材料。TEM电镜图显示纳米材料团聚现象较少,由于位点的限制作用,SiO2的尺寸约为5-10nm并且均匀分散至LDH表面,此外LDH的层状结构对SiO2的团聚有着阻隔作用。对橡胶的力学性能、动态热机械性能的结果进行分析发现,当LDH含量较高时,胎面胶获得不亚于商业白炭黑的机械强度,还提高了约18.3%的抗湿滑性能并降低约55.32%的滚动阻力。