（中國粉體技術(shù)網(wǎng)/遠(yuǎn)志）隨著橡膠應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展, 無機(jī)填料在橡膠工業(yè)中的地位越來越突出, 特別是隨著現(xiàn)代材料改性技術(shù)的發(fā)展, 很多改性無機(jī)填料被賦予了獨(dú)特的性能, 如耐磨性、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、阻燃性、耐腐蝕性、氣密性等。
橡膠工業(yè)對被用作填料的礦物無機(jī)材料有一定的要求, 如顆粒大小和形狀、表面性質(zhì)和物化性能等, 符合要求的填料, 才能在橡膠工業(yè)中發(fā)揮應(yīng)有的作用。
盡管無機(jī)填料的品種很多, 但真正在橡膠工業(yè)中廣泛使用的主要有兩種: 硅酸鹽類與碳酸鈣類。
一、硅酸鹽類無機(jī)填料
硅酸鹽類無機(jī)填料主要有陶土、滑石粉、云母粉、石棉粉等。
1. 陶土
包括高嶺土、瓷土、白土、皂土或純凈粘土, 是橡膠工業(yè)用量最大的礦物填料, 用量約占礦物填料總量的59%。其主要成分為氧化鋁和氧化硅的結(jié)晶化合物。按粒徑大小, 陶土可分為硬質(zhì)陶土、軟質(zhì)陶土、高級(jí)陶土。
a. 硬質(zhì)陶土中粒徑不大于2μm的組分占80%以上, 粒徑不小于5μm的組分占4% -8%,比表面積為22~ 26。硬質(zhì)陶土在橡膠中有半補(bǔ)強(qiáng)作用, 能改善硫化膠的物理性能, 是目前橡膠中用量最大的無機(jī)填料品種。
b. 軟質(zhì)陶土中粒徑不大于2μm的組分占50%-74% , 粒徑不小于5μm的組分占8% -30%, 比表面積為9-17 m2/g, 軟質(zhì)陶土在橡膠中無補(bǔ)強(qiáng)作用, 硫化膠的物理性能差。
c. 高級(jí)陶土的粒徑小于1μm, 含少量有機(jī)物,微量吸濕性。
在橡膠中加入陶土對膠料性能有較大影響。如隨著用量增大, 硬質(zhì)陶土可使膠料的塑性較大幅度下降, 軟質(zhì)陶土使膠料塑性有一定程度下降,但兩者都能減小膠料收縮率, 使膠料表面光滑。隨著陶土用量增大, 膠料的拉伸強(qiáng)度、定伸應(yīng)力、耐磨性均有不同程度的提高, 用量為20份最好,拉斷伸長率則隨陶土用量增大而下降。陶土屬異軸結(jié)晶系, 各向異性, 其膠料的抗撕裂性能較差,但用于丁基橡膠卻能改善其抗撕裂性能。硬質(zhì)陶土膠料比軟質(zhì)陶土膠料的抗撕裂性能好。、
2. 滑石粉
滑石粉是由天然滑石經(jīng)干法或濕法粉碎或高溫煅燒而得, 是六方或菱形結(jié)晶顆粒, 粒徑為1. 3-149μm。其化學(xué)組成為水合硅酸鎂, 用作橡膠填充劑、增容劑、隔離劑及表面處理劑。
3. 云母粉
云母粉由天然云母礦石經(jīng)干法或濕法研磨制得, 其化學(xué)成分為硅酸鉀鹽, 用作橡膠填充增量劑。絹云母粉有補(bǔ)強(qiáng)效能, 可替代部分半補(bǔ)強(qiáng)炭黑使用, 還可用作隔離劑, 由于屬單斜晶系, 結(jié)晶呈薄片狀, 能提高橡膠的阻尼性能。云母粉具有良好的耐熱、耐酸性能和電絕緣性能, 還有防護(hù)紫外線和放射性輻射的功能, 可用于特種橡膠制品。
4. 石棉粉
石棉粉由天然石棉礦加工制成, 其化學(xué)組成為含鎂、鐵、鈉的硅酸鹽, 呈纖維狀結(jié)晶。它對橡膠有補(bǔ)強(qiáng)作用, 突出的優(yōu)點(diǎn)是隔音、隔熱、耐酸、耐堿和絕緣, 也可用作隔離劑。
5. 長石粉
長石粉由天然花崗巖經(jīng)浮選, 除去二氧化硅、云母后再研磨制得。其化學(xué)成分為無水硅酸鋁, 鈉氧化物、鉀氧化物、鈣氧化物含量不同, 分別有不同含量的鈉長石、鉀長石和鈣長石。長石粉用于膠乳, 不破壞皂液性質(zhì), 能防止附聚作用, 亦可用作丁苯橡膠和聚氨酯橡膠的填充劑。
6. 煤矸石粉
煤矸石粉由天然煤矸石經(jīng)研磨而得, 其化學(xué)組成類似高嶺土, 即為氧化硅和氧化鎂的混合物, 揮發(fā)成分含量高達(dá)27% 。煤矸石粉有半補(bǔ)強(qiáng)效能, 俗稱硅鋁炭黑, 易混入橡膠, 分散性好, 可替代部分炭黑作補(bǔ)強(qiáng)劑使用。
7. 海泡石粉
海泡石粉由天然硅酸鎂粘土礦經(jīng)精選、深加工制得, 其化學(xué)組成為氧化硅和氧化鎂的水合物, 含少量鋁氧化物和鐵氧化物。海泡石粉在淺色橡膠制品中用作補(bǔ)強(qiáng)劑, 性能僅次于白炭黑。
8. 凹凸棒土粉
凹凸棒土粉由蒙脫石等硅酸鋁鎂類礦物精選加工制得, 其化學(xué)成分為硅、鋁氧化物, 含少量鐵氧化物、鈣氧化物、錳氧化物, 白色纖維狀結(jié)晶,表面有凹凸溝槽, 故得此名。凹凸棒土粉是半補(bǔ)強(qiáng)類型填充劑, 能使擠出和壓延膠料表面光滑。
二、碳酸鈣類無機(jī)填料
碳酸鈣類無機(jī)填料主要包括重質(zhì)碳酸鈣和輕質(zhì)碳酸鈣。
1. 重質(zhì)碳酸鈣是由天然大理石、石灰石、白堊、方解石、白云石或牡蠣、貝殼等經(jīng)粉碎、風(fēng)選制得。按粒徑大小, 重質(zhì)碳酸鈣粉可分為三飛粉和四飛粉等。重質(zhì)碳酸鈣粒徑一般在10μm左右,用于橡膠時(shí)主要起填充增容作用, 無補(bǔ)強(qiáng)效能。
2. 輕質(zhì)碳酸鈣的粒徑在0. 01 ~ 6μm之間,經(jīng)化學(xué)沉淀法制得, 有補(bǔ)強(qiáng)效果。輕質(zhì)碳酸鈣按粒徑大小分為普通輕質(zhì)碳酸鈣、超細(xì)碳酸鈣、納米碳酸鈣。超細(xì)碳酸鈣和納米碳酸鈣的粒徑在0. 01~ 0. 1μm之間, 有較好的補(bǔ)強(qiáng)效果。
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