非金屬礦物材料在橡膠領域中的應用
時間：2020-06-18 17:23:13 來源： 作者：
目前，橡膠產品已輻射到日常生活、醫學、建筑、交通、機械制造等諸多領域，而合成橡膠的主要原料除了各種助劑以及補強劑之外，必須添加一些非金屬礦物填料，以改善橡膠的性能。比如，重質碳酸鈣能夠提升橡膠的塑性，滑石粉能夠提高橡膠的堅固性，高嶺土能夠提高橡膠的硬度等。因此，非金屬礦物填料根據類型與用量的不同，對橡膠功能的影響和改善效果也有所不同。
白炭黑具有良好的補強作用，能夠提升天然橡膠的強度，彌補天然橡膠的一些先天性功能缺陷。由于白炭黑礦物的狀態具有不規則性，當作為填料與橡膠融為一體后，橡膠基體內部的大分子雙鍵極易發生斷裂，產生負電荷，進而加速了橡膠大分子的聚合與交聯速度。碳酸鈣是橡膠工業中主要的低成本填充材料，主要特點是填充性特別強，易于混合分散，用有機物對進行活化處理，可以得到粒子微細、帶有凝聚結構的活性碳酸鈣，能賦予從微半補強到補強的性能。高嶺土能夠提升橡膠本身的彈性、阻隔性、伸長率以及抗屈撓性。當高嶺石借助于加工工藝改性后，高嶺石表面含有大量的有機偶聯劑分子，這些分子與橡膠基體能夠有機的結合到一起，不會發生任何排斥反應。當這些偶聯劑分子在橡膠中處于游離狀態時，能夠遍布橡膠基體的各個角落，填充效果較好。滑石粉通常分為一般工業用滑石粉以及超細滑石粉，前者作為橡膠填料，不會起到補強作用，對改善橡膠物理性能的作用微乎其微，因此，一般工業用滑石粉常常被用作隔離劑。而對于超細滑石粉來說，補強效果好，如果將其作為橡膠填料，橡膠本身所具備的拉伸強度等于白炭黑產生的效果。有機膨潤土經納米改性后變成納米級有機膨潤土，其在橡膠材料中應用普遍，可以改善橡膠的氣密性、定伸應力、拉伸強度、耐熱耐磨性、防腐性、撕裂強度以及耐化學藥品等很多性能。以石墨作為橡膠填料，與蒙脫石的處理方法類似，即將石墨應用特殊工藝進行分解，轉換成為納米尺寸的顆粒，當納米顆粒與橡膠基體結合后，橡膠的各項功能指標也得到改善。比如導電性、導熱性、氣密性以及機械性能，都得到大幅提升。白云石作為橡膠基體填料，所發揮的作用與輕質碳酸鈣無異，經過大量實驗驗證，如果用白云石替代50%的輕質碳酸鈣，橡膠的伸長率、撕裂率、硬度值都會相應提高，而對白云石進行改性處理時，若采用硅烷偶聯劑或者鈦酸酯偶聯劑，經過改性后的白云石，物理力學性能穩定。由此可見，在運輸帶、輪胎、膠管等橡膠制品行業，以白云石作為橡膠填料，應用效果較為理想。伊利石具有較好的分散性，而且內部的錳、銅等有害元素含量較低，改性后，可以作為橡膠的充填劑。添加伊利石的橡膠不易老化，定伸應力介于二者之間，而橡膠的硬度與拉斷伸長率均沒有較大起伏。
