工程胎胎面胶大多以天然橡胶为基体橡胶,使用环境十分恶劣,主要集中在工地矿场这些对轮胎磨损较严重的区域,因此需要对胎面胶补强。而芳纶纳米短纤维作为一类良好的补强填料,因具备高比表面积的特点,使其与橡胶结合性高于芳纶短切纤维,从而具备优秀的补强效果。但是高比表面积恰恰也导致其易产生团聚,本研究针对这个问题,提出了一类通过超声破碎、表面改性和乳液絮凝等工艺技术制备精细预分散的纳米级芳纶短纤维母胶的方法,并在此方法基础上分别制作了芳纶纳米短纤维预分散母胶、次微米芳纶浆粕预分散母胶、芳纶纳米短纤维/次微米芳纶浆粕预分散复合母胶,对采用天然橡胶作为主体的工程胎胎面胶使用这三类母胶补强并对其性能影响以及补强机理展开了研究。结果显示采用丁吡胶乳絮胶处理的样品模量增益性高,但天然胶乳絮胶处理的样品分散性能更好,并且预处理后的芳纶纳米短纤维填充橡胶均显示出了较低的T90。当使用环氧树脂-异氰酸酯、RFL浸胶液体系共同改性处理,并采用天然胶乳絮胶且纤维填充量1 phr时,芳纶纳米短纤维填充橡胶可提升20%定伸应力约20%、撕裂强度约8%、耐动态切割性能约18%、耐磨耗性能约18%、较高撕裂能下抗裂纹扩展性能最高可提升约33%。次微米芳纶浆粕填充橡胶可提升20%定伸应力约63%、撕裂强度约30%、耐动态切割性能约33%。芳纶纳米短纤维和次微米芳纶浆粕复合比例1:1时的填充橡胶20%定伸应力可提升约30%、拉断伸长率提升约44.5%、撕裂强度提升约20%、耐动态切割性能提升约22%、抗裂纹扩展性能提升约21%。