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天然橡胶/白炭黑（NR/SiO2）复合材料因具有较高的抗湿滑性、耐磨性和滚动阻力小的优点,在“绿色轮胎”领域得到广泛的应用。传统干法混炼制备NR/SiO2复合材料存在工序复杂,粉尘飞扬,污染环境和劳动强度大等缺陷,并且制备的NR/SiO2复合材料中白炭黑主要以团聚体形式存在很难达到纳米级分散,使其应用受到一定限制。采用湿法混炼制备NR/SiO2复合材料能够解决这些问题,湿法混炼不仅可以简化混炼工艺流程、降低混炼能耗、避免粉尘飞扬,最重要的是湿法混炼工艺能够让白炭黑在天然橡胶基体的分散达到纳米级别。但NR/SiO2湿炼胶中白炭黑因含有羟基和环氧烷基,分散后易再次发生团聚,同时天然橡胶分子链中含有的异构化基团使其容易在湿炼胶干燥及储存过程中发生支化交联反应,进而使得NR/SiO2湿炼胶仍存在黏度高的缺点,造成后期加工难度大,加工能耗再次升高等问题。本论文针对白炭黑表面含有极性基团易发生团聚的问题,采用在天然胶乳和白炭黑浆液湿法混炼过程中添加无毒、易于制备的增塑剂解决此问题;对天然橡胶分子链中含有醛基易产生支化交联的问题,采用恒黏剂对天然胶乳进行改性,将改性天然胶乳与白炭黑浆液湿法混炼制备NR/SiO2复合材料解决此问题。两种方法均可以降低加工能耗,制备门尼黏度较低加工性能良好的NR/SiO2湿炼胶。传统增塑剂环烷油（NAP）是一种石油衍生物,它来源丰富且无毒。本论文将NAP乳化后制备成均一乳液,利用该乳液与天然胶乳和白炭黑浆液湿法混炼制备复合材料以降低加工能耗,并研究了环烷油作为增塑剂对天然橡胶/白炭黑复合材料门尼黏度、物理机械性能、动态力学性能和白炭黑分散性等方面的影响。由实验数据可知:与NR/SiO2复合材料相比,NAP/NR/SiO2复合材料门尼黏度显著降低,Payne效应明显减弱,加工性提升明显。当使用10phr增塑剂NAP时复合材料力学强度与NR/SiO2复合材料相比差异较小,拉断伸长率明显升高,复合材料的耐热氧老化性能、耐屈挠性能得到了改善。功能型生物基增塑剂腰果酚（Cardanol）和大豆油（ESO）都是农副产品的衍生物,他们分别带有功能性基团酚羟基、环氧基团,具有独特的化学性质。本研究将其乳化后制备成增塑剂乳液,并与天然胶乳和白炭黑浆液湿法混炼制备了复合材料（Cardanol/NR/SiO2和ESO/NR/SiO2）以降低加工能耗,并探索生物基功能型增塑剂的最佳用量,以及其对NR/SiO2复合材料加工性能、硫化特性、物理机械性能、动态力学性能和白炭黑分散性等方面的影响。实验结果显示:采用Cardanol和ESO作为NR/SiO2复合材料的增塑剂,均可以有效降低复合材料门尼黏度和Payne效应,减少白炭黑团聚,改善加工性能。对比NR/SiO2复合材料,Cardanol/NR/SiO2复合材料硫化速度加快,拉伸强度降低,而ESO/NR/SiO2复合材料硫化速度减缓,拉伸强度提升。两种增塑剂都可以使NR/SiO2复合材料拉断伸长率大幅提升,增强其耐热氧老化性、耐屈挠性能和抗湿滑性。恒黏剂盐酸羟胺（HH）和烷基肼化合物（OP）分子上的氨基和酰胺基可以与天然橡胶主链上的醛基发生反应,抑制醛基发生羟醛缩合反应,减少天然橡胶分子链支化交联。本研究采用HH、OP恒黏改性天然胶乳与白炭黑浆液制备改性NR/SiO2复合材料（HH-NR/SiO2和OP-NR/SiO2）,以探索改性剂的种类和用量,以及其对NR/SiO2复合材料门尼黏度、硫化特性、物理机械性能、动态力学性能和白炭黑分散特性等方面的影响。由测试数据可知:改性后NR/SiO2复合材料具有较低的门尼黏度和交联密度、较弱的Payne效应和优异的加工性能。改性后的复合材料硫化速率降低。使用0.1phr和0.2phr OP的OP-NR/SiO2复合材料,以及使用0.1phr HH的HH-NR/SiO2复合材料力学性能都有所提升,并且具有优异的耐热氧老化和耐屈挠龟裂性能性能。同时白炭黑的分散程度也得到了改善。