发展高性能轮胎橡胶复合材料是实现我国从轮胎工业大国升级为轮胎强国的关键途径。高性能轮胎橡胶复合材料要求具有好的耐磨损性，高的抗湿滑性能和低的滚动阻力，然而这三项服役性能之间又存在着矛盾，改善其中一项或者两项性能的同时会引起另一项或两项性能的损失，国际上称之为“魔三角”性能。轮胎工业界一直致力于平衡调控“魔三角”生能，但始终未能得到很好的解决。众所周知，轮胎橡胶材料的耐磨损性能、抗湿滑性能以及滚动阻力性能的改善与基体橡胶材料、填料种类的选取及配方设计等密切相关。因此，如果从动态黏弹性能和摩擦学的角度出发，系统研究轮胎橡胶材料组成与“魔三角”性能间的相互影响关系，对高效调控“魔三角”性能具有重要的理论指导意义和应用价值。本论文通过制备不同填料和基体胶种复配下的橡胶复合材料，系统化比较研究了各种橡胶复合材料微观结构、填料网络结构以及表面能等与力学性能、“魔三角”性能之间的影响规律。获得的主要研究成果如下:　　1.选择黑色大理石作为对偶面，借助MM200摩擦试验机研究纯滑动、干摩擦和水存在条件下，SBR复合材料的摩擦磨损特点和机理。研究发现:在干摩擦条件下，随着应用载荷的增加，SBR复合材料的平均摩擦系数明显降低，磨损率显著增大，此时的磨损机理主要是黏着疲劳磨损和磨粒磨损;在水存在条件下，SBR复合材料的平均摩擦系数和磨损率几乎不受载荷的影响，磨粒磨损是主要的磨损机理。同时，考察黏着摩擦系数和滞后摩擦系数对总摩擦系数的贡献时发现，在干摩擦条件下，滞后部分对平均摩擦系数的贡献大于黏着部分，而在水存在条件下，与之相反。　　2.设计制备了不同填料和基体胶种的橡胶复合材料，研究了炭黑和白炭黑分别填充橡胶复合材料的服役性能，结果表明改性白炭黑的抗磨损和抗湿滑性能均优于炭黑N660，但滚动阻力较高。同时，通过动态黏弹性能间接反映的抗湿滑性能大小与从摩擦学角度评价橡胶复合材料的抗湿滑性能所得结论具有很好的一致性。另外考察填料和胶种对橡胶复合材料综合性能影响时发现，当基体胶种相同时，炭黑N220和改性白炭黑均表现出高的抗湿滑性能和低的滚动阻力性能;当填料相同时，BR橡胶复合材料具有较好的耐磨损性，SSBR橡胶复合材料的抗湿滑性能较好及滚动阻力较低;当两胶种并用后，改性白炭黑填充橡胶复合材料的抗磨损和抗撕裂性能较好，滚动阻力也较低。综合分析表明，填料表面能的大小对填料在基体中的分散性起决定作用，同时填料表面能也直接影响填料与橡胶基体界面相互作用的强弱。　　3.比较分析了少量功能化石墨烯等量替代炭黑或白炭黑填充橡胶复合材料后各项性能的差异。聚苯乙烯和聚异戊二烯修饰的氧化石墨烯能够显著改善橡胶复合材料的拉伸强度，抗撕裂能力，抗湿滑以及滚动阻力性能。另外，在较低载荷下，石墨烯向橡胶磨损表面富集，由于石墨烯的润滑作用，结果导致橡胶复合材料的磨损率降低;在较高载荷时，片层石墨烯的存在加剧了橡胶的撕裂，使橡胶复合材料的磨损率显著增大。而氟化石墨烯的少量加入能够显著改善橡胶复合材料的拉伸强度和抗湿滑性能，但磨损率和滚动阻力均增大。　　4模拟实际路况，分别选择柏油和水泥路面作为对偶面，比较研究了上述各橡胶复合材料在实际工况下的抗磨损性能及磨损机理。结果表明，橡胶复合材料在柏油路面上的磨损率通常小于其在水泥路面上的磨损率，且在柏油路面上时，磨损机理主要以黏着疲劳磨损和磨粒磨损为主;而当与水泥路面相互作用时，主要以磨粒磨损为主。再者，无论是柏油还是水泥路面，填料平均粒径分布的均匀性对橡胶复合材料磨损率的大小起着决定性作用。