我国是高岭土资源大国，但在高岭土资源高效利用和新材料开发方面还亟待加强。目前，高岭土的用途主要集中于纸张、涂料、陶瓷的生产原料，水泥改性剂，橡胶填充剂等。虽然我国轮胎市场巨大，但高岭土因其无机亲水性，与橡胶相容性差，分散困难，在轮胎中的应用比较少，只在力学性能要求不高的气密层中有少量使用。要使高岭土在轮胎中推广使用，必须减小高岭土的粒径（亚纳米级），并对其进行活化改性。本论文选用硼酸酯类偶联剂，采用干法和湿法改性工艺对广西北海高岭土有限公司提供的亚纳米级高岭土进行活化改性，并研究改性高岭土在NR中的应用效果。本论文采用5种硼酸酯偶联剂干法改性高岭土，用全钢子午线轮胎胎面胶配方，研究了改性高岭土对胶料加工性能、硫化特性和物理机械性能的影响。实验结果表明，硼酸酯偶联剂SB-1对高岭土的活化效果最好，其用量为高岭土用量的2%时，胎面胶胶料的加工性能和动态性能最好。改性高岭土取代白炭黑后，胶料的加工性能改善，加工能耗降低，加工安全性提高，硫化胶的压缩生热降低，60℃回弹升高，滞后损失下降，拉伸强度保持不变，但耐磨性、抗撕裂性下降。本论文研究了硼酸酯偶联剂SB-1干法改性高岭土在NR中的应用效果。结果表明，在NR炭黑基本配方中，随改性高岭土取代N660炭黑量的增多，胶料的混炼能耗、排胶温度逐渐降低，胶料的加工性能改善，硫化胶的拉伸强度变化不大，定伸应力、硬度、耐磨性逐渐下降，回弹性提高，硫化胶的动态压缩生热降低。在全钢子午线轮胎胎面胶中，随改性高岭土取代白炭黑量的增加，胶料的加工能耗降低，加工安全性提高，生产速率提高，硫化胶拉伸强度变化不大，压缩生热降低，滚动阻力减小，耐老化性改善，但耐磨性、撕裂强度下降。改性高岭土中掺加抗磨剂，改善了胎面胶料的加工性能和硫化胶的力学性能，提高了耐磨性，对压缩生热性能基本没影响；当改性高岭土与抗磨剂的配比为10:2时，硫化胶的物理机械性能相对最佳。采用实验室小试的改性配方与工艺，用工业化大规模生产的改性装备改性高岭土，选用全钢子午线轮胎胎面胶配方，研究高岭土干法改性放大生产的可行性。结果表明，实验室小试装置改性的高岭土及两种工业化大装备改性的高岭土应用于全钢子午线轮胎胎面胶中，胶料的混炼加工性能、硫化特性、硫化胶物理机械性能及耐老化性均未表现出明显差异，表明实验室改性配方及工艺可用于工业化大规模生产。论文选用全钢子午线轮胎胎面胶配方，研究湿法改性时间对高岭土改性效果的影响。结果表明，湿法改性高岭土取代胎面胶中白炭黑后，胶料的排胶温度和混炼能耗明显降低，焦烧时间延长，tc90基本不变，拉断伸长率增大，压缩生热降低，耐磨性下降。经过10min改性的高岭土填充胶料的拉伸撕裂强度最高，压缩疲劳温升最低。高岭土湿法改性的相对最佳时间为10min，随着改性时间的延长，胶料物理性能有变差的趋势。