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En este trabajo se presenta un estudio de la estructura y de las propiedades mecánicas de compuestos vulcanizados de caucho estireno butadieno (SBR) reforzados con sistemas híbridos con el objeto de reducir el uso de negro de humo (NH) en la formulación, implicando una reducción del costo de los compuestos. En tal sentido, los refuerzos alternativos usados fueron materiales de origen mineral; específicamente, caolín (K) y montmorillonita (MMT). Se prepararon muestras con diferentes concentraciones y combinaciones de NH, K y MMT. El sistema de cura se basó en azufre (S) y acelerantes (A) utilizándose una relación A/S cercana a la unidad; las muestras se vulcanizaron a 160 °C dado que es la temperatura que normalmente se usa en la preparación de productos con aplicaciones tecnológicas. Usando el conocido modelo de Kamal-Sourour para ajustar las curvas reométricas se obtuvieron los valores de la velocidad y orden de la reacción de cura. Mediante ensayos mecánicos de tracción para cada compuesto se obtuvieron los parámetros resistencia a la tracción, elongación a la fractura y resistencia al desgarre. Por otra parte, el uso de la espectrometría temporal de aniquilación de positrones permitió determinar el volumen libre de los nanohuecos en cada compuesto. Se discuten los resultados en términos del tipo y cantidad de refuerzo utilizado en la formulación de los compuestos.