层状硅酸盐／橡胶纳米复合材料因其优异的性能受到广泛关注,制备剥离型的层状硅酸盐／橡胶纳米复合材料一直是人们研究的重点和难点,而理论研究的最终目的是为了应用,将层状硅酸盐／橡胶纳米复合材料推向工业化应用具有重要的实践意义。乳液共沉法是一种简便高效、适用于工业化生产的纳米复合技术,也是制备层状硅酸盐／橡胶纳米复合材料的重要方法之一。本论文主要是基于乳液共沉法制备了剥离型的粘土／丁吡橡胶纳米复合材料,并对这种方法制备的层状硅酸盐／橡胶纳米复合材料在轮胎内胎、耐热输送带、工程轮胎胎面胶中的应用展开系统的研究。基于乳液共沉法的基础,通过酸化的吡啶基团与粘土片层之间形成强的离子键相互作用,提高填料与橡胶之间的界面相互作用,从而改善分散,制备出剥离型的粘土／丁吡橡胶纳米复合材料,并通过TEM和XRD表征了这种纳米复合材料的剥离型结构,采用NMR和DMTA验证了粘土与橡胶之间形成强界面相互作用的相关机理。这种剥离型的粘土／丁吡橡胶纳米复合材料表现出比传统的隔离型粘土／丁吡橡胶纳米复合材料更为优异的动态力学性能、力学性能、气体阻隔性能。为了改善层状硅酸盐／SBR纳米复合材料的加工性能,使其更好的应用于内胎材料,研究了并用NR、甘油改性、并用再生胶、硫磺改性四种办法对其相关性能的影响。(1)并用NR在改善加工性能的同时损失了复合材料的气密性能；(2)甘油直接共混改性,FTIR证实了甘油对累托石片层表面羟基的屏蔽作用,避免了硫化过程中由于片层对促进剂的吸附作用引起的延迟硫化,通过RPA验证了甘油对累托石／SBR纳米复合材料体系的填料网络相互作用的削弱,可以保证复合材料气密性,改善加工性能,降低定伸应力,提高拉伸强度；(3)并用再生胶可以改善复合材料的加工性能和气密性,但是对力学性能的影响不利于制备内胎材料；(4)通过添加过量硫磺改性,可以明显改善层状硅酸盐／SBR纳米复合材料的气密性能,同时降低内耗生热,为提高橡胶材料的气密性提供了新的思路。考察了粘土与炭黑并用填充SBR纳米复合材料结构和性能,在填料总量一定的前提下,纳米粘土片层的加入可以提高复合材料的耐热氧老化性能和耐热性能,而炭黑则可以弥补由于粘土与橡胶基体之间相互作用较弱以及粘土片层微观分布不均匀性带来的应力集中,二者并用可以有效的使各项性能达到较好的平衡。通过FTIR和DSC对复合材料内外层存在差异的进行研究,提出了相应的耐热机理：粘土片层的阻隔作用可以减少在老化过程中橡胶最外层含氧基团的生成,降低最外层橡胶的Tg,从而使得分子链保持柔顺性,以达到耐高温老化弯折的效果,提高耐热性能。在工程轮胎胎面胶配方中,将少量粘土以粘土/NR纳米复合母胶的形式等量或非等量替代炭黑,改善了复合材料的力学性能、耐磨性能、动态生热性能、抗裂纹增长性能、耐破坏性能等。考察了工业产品粘土／SBR纳米复合材料的结构与性能。XRD和TEM结果表明对于已经分散很好的粘土／SBR纳米复合材料,混炼过程中剪切作用会增大无机粘土片层的重新聚集的可能性,还会降低复合材料力学性能和气密性能；通过硅烷偶联剂改性粘土/SBR纳米复合材料的研究,证明了Si69的加入会降低体系的填料网络相互作用,改善胶料的粘度和加工性能,同时Si69的偶联作用能够提高复合材料的力学性能,改善硫化胶的动态性能。