橡膠補強是裂解炭黑應(yīng)用最重要的領(lǐng)域，這是因為絕大部分商品炭黑產(chǎn)品都作為橡膠的補強劑，市場很大。炭黑是橡膠補強最理想的填料，可以極大地提高橡膠材料的機械性能。裂解炭黑對橡膠的補強性能不如商品炭黑，目前替代率一般不超過30%。

廢輪胎裂解產(chǎn)生的碳質(zhì)沉積物降低裂解炭黑的表面能，裂解炭黑表面的活性位點被大量掩蓋。炭黑中的活性位點一般被認(rèn)為是處在石墨邊緣的碳原子，活性位點的數(shù)量與結(jié)晶區(qū)域的尺寸有關(guān)，尺寸越小，活性位點數(shù)越多，因此小粒徑的炭黑更有利于提高橡膠制品的機械性能。與商品炭黑N550相比，該裂解炭黑補強的橡膠材料顯示出較低的交聯(lián)密度和不理想的拉伸強度和定伸性能。裂解炭黑補強后的橡膠材料的拉伸強度和斷裂伸長率是優(yōu)于商品炭黑N330，但撕裂強度、定伸性能（100%和300%）以及硬度均弱于N330，整體綜合性能較N330差。但裂解炭黑與N330以一定比例混合使用后的橡膠復(fù)合材料的力學(xué)性能在可接受的范圍內(nèi)，暗示裂解炭黑可部分替代商品炭黑進而降低生產(chǎn)成本。