橡膠填料的分類特性及選用方法！

填料是橡膠工業的主要原料之一，屬粉體材料。填料用量相當大，幾乎與橡膠本身用量相當。含有填料的橡膠是一種多相材料。填料能賦與橡膠許多寶貴的性能。例如，大幅度提高橡膠的力學性能，使橡膠具有磁性、導電性、阻燃性、彩色等特殊的性能，使橡膠具有好的加工性能，降低成本等作用。

何謂補強與填充？

補強：在橡膠中加入一種物質后，使硫化膠的耐磨性、抗撕裂強度、拉伸強度、模量、抗溶脹性等性能獲得較大提高的行為。凡具有這種作用的物質稱為補強劑。

填充：在橡膠中加入一種物質后，能夠提高橡膠的體積，降低橡膠制品的成本，改善加工工藝性能，而又不明顯影響橡膠制品性能的行為。凡具有這種能力的物質稱之為填充劑。最常用的填充劑主要是無機填料。如陶土、碳酸鈣、滑石粉、硅鋁炭黑等。 

炭黑是橡膠工業中最重要的補強性填料?？梢院敛豢鋸埖卣f，沒有炭黑工業便沒有現代蓬勃發展的橡膠工業。炭黑耗量約占橡膠耗量的一半。

當然，對某一種填料往往是兩種作用兼有，其中一種作用為主，例如陶土加到SBR中，主要是填充作用，但也有一定的補強作用。

許多無機填料主要來源于礦物，價格較低，它們的應用范圍也越來越廣泛。在橡膠工業中它們的用量幾乎達到了與炭黑相當的程度。特別是近來無機填料表面改性技術的研究與應用，使無機填料的應用領域更加廣泛。

橡膠工業習慣把補強作用的炭黑等稱為補強劑，把基本無補強作用的無機填料稱為填充劑，這是按作用分類。填料按不同方法分類如下：

選用填料的方法

根據上述三個原則，首先選大類。例如先要決定用粉體填料還是用短纖維；用黑色的還是用淺色的；用一般的還是用特殊性能的等。 

接下來選品種。例如在紅色天然橡膠內胎中選用填充劑，因為要做成紅色的，所以選用白色填料，價格便宜的CaCO3較好。因為內胎強伸性能不能太低，特別要求氣密性．故不能用太粗的，應選用輕質的CaCO3 。

　　1、選用填料的原則

　　調料的選用應注意以下原則：符合填充膠料或橡膠制品物理力學性能和成品最終使用性能的要求；符合填充膠料或橡膠制品加工工藝性能的要求；成本要求和其來源穩定等其他實用要求。

　　2、選用填料的方法

　　根據填料的選用原則，在選擇填料時首先選大類。如選定用粉狀還是纖維狀填料，顏色用黑色還是淺色填料，是否有特殊性質的要求等。在選具體的品種。如生產紅色天然膠內胎時，首先根據紅色的要求，選擇白色填料，又因為碳酸鈣的價格便宜，可供考慮；接著根據內胎強伸性能不能太低，而且氣密性要求高，故不能用太粗的，可考慮選用輕質碳酸鈣；最后在進行實驗驗證。

　　3、填料的性能特點

　　補強性填料

　　比表面積大的炭黑及白炭黑，如N110、N121、N231、N234、N347、N356、N358、N375、VN3等。

　　半補強性填料

　　N539、N630、N683、N787等。

　　炭黑與白炭黑的應用

　　（1）炭黑的應用

　　輪胎工業所使用的炭黑占橡膠工業所使用炭黑的60%~75%.現以輪胎各部位用炭黑的品種選用為例加以說明。胎面要求用高補強性炭黑，所以中國胎面中主要用N330系列或適當并用別的系列，近年來N220系列的使用有所上升；胎體主要用N700系列，近年N6OO用量有所上升。其他國家在輪胎中使用的炭黑品種與中國使用的大方向是一致的，但也有一定差別。美國、西歐和日本胎面也主要用N300系列，但前蘇聯主要用N200系列。胎體中歐美主要用N600系列。具體品種方面，美國在胎面膠中主要用滾動阻力與磨耗具有良好平衡的N299,西歐主要用N375.在輪胎中使用炭黑所以存在這些差別，主要是因為各國情況不同。各國對輪胎的安全性、舒適性、經濟性要求側重不同，中國側重于經濟性，即耐磨性要好，壽命長；另外各國用膠不同，國外主要用合成膠，中國目前主要用天然膠；還有路面情況不同，中國路面雖然不好，但行駛速度低，可以算是低苛刻程度的路面。

　　（2）白色填料的使用

　　一般用天然礦物和工業廢渣加工的填料，由于粒子較大，主要做填充劑使用。白炭黑是淺色補強性填料。氣相法白炭黑由于價格高，主要用于補強硅橡膠。沉淀法白炭黑已逐步代替了硅酸鹽類白炭黑。例如， 沉淀法二氧化硅白炭黑VN3、VN2,用量已占85%,而硅酸鹽類的Silteg AS-7、Silteg AS-9等只占15%.

　　沉淀法白炭黑主要用于鞋類。因為它是白色的，耐磨性、防滑性、粘著性好。另外在胎面膠料和胎體膠料中摻用有助于提高抗撕裂、黏著等性能。例如，在比較苛刻的高載重輪胎胎面中摻用10~25份白炭黑HS-200,就能提高它的抗剝離和抗割性，但同時橡膠的耐磨性下降，生熱性提高。采用改性劑，如Si-69,能克服上述缺點。沉淀法白炭黑產量約67%用于橡膠工業，其中約45%用于鞋類，約16%用于輪胎類，約6%用于其他類產品。

　　降低成本的填料

　　天然礦物或廢渣加工而得的填料，如陶土、碳酸鈣、硅鋁炭黑、粉煤灰等。其中：

　　碳酸鈣的分類方法 

　　1、重鈣

　　機械粉碎碳酸鈣礦物(大理石、石灰石、貝殼等)的方法生產的重質碳酸鈣。這種碳酸鈣一般粒徑較大，平均在44μm以下．粒徑分布寬，粒子形狀不規則。 

　　2、輕鈣

　　用化學方法生產的輕質碳酸鈣。因為具體的制法是向石灰乳中通CO2生成碳酸鈣沉淀．故也叫沉淀法碳酸鈣。這種碳酸鈣粒徑小，平均粒徑在數微米以下，粒徑分布較重質的窄。 

　　3、特殊功能的填料：阻燃的有Sb2O3、A1(OH)3，Mg（OH）2、MoO3、Fe2O3等；導電的有乙炔炭黑、N472、N293等導電炭黑以及金屬粉等；提高耐熱的有ZnO、Fe2O3等；增白最好用TiO2，還可以用BaSO4、硅石灰等；透明性最好的是MgCO3、ZnCO3和透明白炭黑等。