现在人们的环保意识越来越高,新能源汽车发展势头正盛,人们对汽车轮胎的性能需求与日俱增。使用传统填料炭黑和白炭黑对橡胶基体进行补强已逐渐不能满足人们的使用需求。炭黑的原材料是石油,是一种不可再生资源,白炭黑生产工艺复杂,且在橡胶基体中难以均匀分散,影响橡胶的性能。因此,寻找到一种满足轮胎使用性能的绿色橡胶填料并探索其工业化应用成为了人们目前亟待解决的问题。本文正是基于此,寻找到一种新型的富含二氧化硅的橡胶填料硅藻土,对其进行表面改性,应用到轮胎橡胶配方中,研究其对橡胶基体综合性能的影响。硅藻土主要成分是二氧化硅,本文使用浓度为10%的硫酸对硅藻土进行了浸洗,除去了其中影响橡胶硫化的Fe、Al等元素的金属氧化物,探究了硅藻土改性后添加到天然橡胶基体中对其性能的影响。发现,与未酸洗硅藻土填料相比,硅藻土改性后其天然橡胶复合材料断裂应力提升了17%、老化前后耐切割性能均提升约15%。与原始天然橡胶复合材料配方相比,酸洗硅藻土天然橡胶复合材料的滚动阻力下降了13.5%,橡胶基体的内部温升降低14.2%。对酸洗后硅藻土在橡胶基体中的添加量进行了研究,探究酸洗提纯硅藻土在配方中替代炭黑的最大用量。发现在0-40wt%用量范围内,由于硅藻土本身结构强度低于炭黑粒子,使用硅藻土替代炭黑,每替代10%的添加量其天然橡胶复合材料力学性能下降约10%。为了改善硅藻土在橡胶基体中的分散性,进而使硅藻土达到理想的补强效果,在异戊二烯聚合的过程中加入硅藻土,使硅藻土均匀的被聚异戊二烯包裹,从而改善其填入橡胶基体中的分散性。使用XPS、FT-IR、TG、SEM等分析手段对聚合改性硅藻土/天然橡胶复合材料进行了分析。通过力学性能测试发现与未改性硅藻土/天然橡胶复合材料相比,改性后的断裂应力最大时提高了20%,断裂伸长率提高了27.5%,高温下断裂应力提升了约57.5%,耐切割性能和抗撕裂性能也有明显提升。其橡胶复合材料与原始配方相比,滚动阻力降低了约33.3%,高温下断裂应力性能提高了32.4%,且压缩生热性能更为优异。研究了不同异戊二烯和硅藻土的投料比对天然橡胶复合材料性能的影响发现,当硅藻土的投料比增加时,橡胶复合材料的抗撕裂、滚动阻力性能及耐切割性能均有所提升,力学性能呈现出先升高后下降的趋势。在聚合改性阶段硅藻土与异戊二烯单体投料比为1:5,橡胶配方中添加量为20份时力学性能最优。