纳米复合材料的研究是21世纪材料研究的热点，为纳米复合材料找到实际应用具有刻不容缓的重要意义。本论文基于本课题组独创的乳液共混共凝法制备粘土／丁苯橡胶纳米复合材料，在优化制备的基础上进行材料的应用研究。由于粘土片层具有很大面厚比，从而可提高复合材料的气体阻隔性能。本文探讨了粘土／丁苯橡胶纳米复合材料的气密性，并尝试通过对界面作用机理的讨论及界面剂的改变，设计出符合气密性产品使用性能要求的粘土／丁苯橡胶纳米复合材料。 本文中着重讨论了丁吡橡胶和马来酸酐作为界面剂的作用机理，并对两者的作用模式进行了比较，发现二者在应用中各有特色。采用FTIR对马来酸酐和粘土之间的反应进行了表征，发现粘土与马来酸酐发生了反应；采用DSC对丁吡橡胶与粘土之间的结合进行了表征，表明丁吡橡胶可以使填充粘土胶料中产生一定程度的刚性结构。 汽车内胎是粘土／丁苯橡胶纳米复合材料优异气密性应用的一个主要方向。为此本文利用孟山都毛细管流变仪和橡胶加工分析仪(RPA)，考察了粘土／丁苯橡胶纳米复合材料的加工性能，并与填充炭黑胶料进行比较，结果表明该材料的加工性能与炭黑体系差别不大，但挤出物的表面光滑，出口膨胀比小。 同时对粘土／丁苯橡胶纳米复合材料静态和动态力学性能进行了考察，表明该材料的综合性能良好，然而由于粘土的形状因素，会造成材料的生热较高，但研究同时表明，可以通过提高界面作用力来降低材料的生热。 为在工业生产的流水线上进行了挤出实验进行了配方设计，生产出的成品內胎的物机性能满足国标指标；其气密性介于天然并用胶内胎和丁基胶内胎之间。 最后，基于对不同填充体系气密性的考察，借助电镜观察确定了填料在橡胶中的分散形状，建立了填料对气密性贡献的理论计算模型，与实验值进行了比较，该模型与Nielsen模型相比，能更好地解释实验现象。