本文将炭黑和聚苯乙烯磺酸钠(PSS)同时加入球磨机中进行球磨分散，利用通过吸附在炭黑表面上的PSS分子产生的静电及空间位阻斥力使炭黑颗粒稳定分散在水中。然后将该具有良好分散稳定性的炭黑水分散液在机械搅拌下直接分散于胶乳中，随后经过搅拌、破乳、脱水、干燥、混炼和硫化等工艺成功制备出亲水性炭黑补强天然橡胶纳米复合材料。研究发现，与传统干法混炼相比，通过湿法混炼制备的硫化胶(W-CB)，其物理机械性能特别是撕裂强度大幅增加，硫化胶的微观形貌分析(SEM)结果证实，炭黑在天然橡胶基体内具有十分优异的分散性。研究了炭黑表面结合橡胶含量的变化，发现湿法混炼胶的结合橡胶含量更高，这说明体系内炭黑与橡胶分子的相互作用更强。最后利用Payne效应研究了亲水性炭黑补强天然橡胶纳米复合材料的填料网络化水平，结果表明，W-CB体系内填料间的相互作用明显减弱，填料网络化程度大幅降低。　　接着本文采用过氧化氢水溶液对炭黑进行氧化改性，然后在球磨作用下对其进行PSS表面修饰以改善其在水中的分散性，最后通过湿法混炼加入到天然胶乳中成功制备了氧化炭黑补强天然橡胶纳米复合材料（W-CBO）。考察了湿法工艺下氧化炭黑(CBO)在基体中的分布情况及其与橡胶分子的相互作用，研究发现，炭黑氧化前后比表面积的增大和表面粗糙度的改变，增强了橡胶分子在炭黑表面的吸附作用，CBO在体系内的分散性得到进一步改善的同时硫化胶的物理机械性能也有所提升。接着研究了湿法工艺下炭黑氧化前后产生的表面性质差异对于硫化胶的动态力学性能的影响，结果表明，相比于W-CB，W-CBO在低温处的损耗因子（tanδ)更大，而在高温处的损耗因子则有所减小，这说明其具有较低的滚动阻力以及较好的抗湿滑性。　　最后本文在超声的分散作用下采用相分离的方法成功制备了PSS包覆炭黑。红外光谱分析结果证实了炭黑表面含有PSS分子。热失重分析(TGA)结果表明，非溶剂的加入对于制备PSS包覆炭黑至关重要。透射电镜结果显示，经过包覆处理，炭黑在水中的粒径大幅减小，团聚作用得到明显地抑制，并且PSS包覆炭黑呈现出明显的核壳结构。拉曼光谱的曲线拟合结果表明，炭黑经过超声分散和PSS的包覆改性，微观结构发生了一定改变，其纳米微晶的特征尺寸明显下降。