我国无机填料生产应用现状及前景预测

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1、我国无机填料生产应用现状及前景预测　　论文关键词：无机填料　产品品质　附加值　复合材料　材料改性　　论文摘要：本文探讨了我国无机填料的生产与应用现状，阐述了我国无机填料工业存在的问题，提出了“提高行业产品品质、增加产品附加值以振兴无机填料工业”的新思路。本文还通过不同材料提升品质前后对复合材料物理性能的变化的实例，论述无机填料品质提升的重要性与可行性。本文最后论述了我国无机填料工业赶超国外先进技术的必须经过的“研、产、用三结合”的途径与方法。　　随着橡胶应用领域的扩展，无机填料在橡胶工业中的地位越

2、来越突出。特别是随着现代材料改性技术的发展，很多无机材料被赋予了独特的物理与化学性能，如耐磨性、导电性、导热性、阻燃性、耐腐蚀性、气密性等等。　　橡胶工业对被用做填料的矿物无机材料有一定的要求，如颗粒大小，形状和表面性质等。符合这些要求的材料，才能在橡胶工业中发挥应有的作用。　　按目前的技术，橡胶中应用的无机填料要求达到如下要求：　　1.化学活性不高和橡胶不起化学作用；　　2.不影响硫化胶化学性能，即耐侯性、耐酸性、耐碱性和耐水性；　　3.不明显降低硫化胶的力学性能；　　4.在橡胶中易混入，易分散

3、，可大量填充；　　5.价廉易得；　　6.粒径细小，一般要求达到150ｎｍ以下；　　7.粒子表面能被橡胶分子湿润，（这一点可以通过对无机填料的表面改性而得到更好体现）。　　目前，在橡胶工业中应用的无机填料，按成份可分为四大类：　　1、硅酸盐矿物填料（滑石、高岭土、长石、硅灰石、云母、膨润土、石棉）；　　2、碳酸盐填料（石灰石、方解石、白垩、菱镁矿）；　　3、硫酸盐矿物填料（重晶石、石膏）；　　4、氧化矿物填料（石英、粉石英、硅藻土和金红石）。高性能的橡胶制品，对矿物无机填料提出了更高的要求。矿物填料

4、仅通过粉碎研磨分级已不能满足使用要求，必须通过表面处理、活化改性等方法，使其提高品级档次，以适应日愈发展的高性能橡胶制品的性能要求。因此，只有作为使用部门的橡胶工业和无机填料生产部门之间的密切合作，才能加快这一适应过程，促进双方共同发展。　　一．橡胶工业中无机填料的应用现状　　尽管无机填料的品种很多，但真正在橡胶工业中广泛使用的主要也就二种：硅酸盐类与碳酸钙类。（白炭黑虽然也属于无机填料，但它作为与炭黑一起的二大橡胶补强剂之一，已属于一个单独的行业，且该行业不乏强大的资金与技术支持，因此，本文不再

5、对其进行论述）。　　硅酸盐类：主要有陶土、滑石粉、云母粉、石棉粉。　　陶土：包括高岭土、瓷土、白土、皂土或纯净黏土。是橡胶工业用量最大的矿物填料，用量约占矿物填料总量的59%。其主要成分为氧化铝和氧化硅的结晶化合物。按其粒径大小，陶土可分为：硬质陶土、软质陶土、高级陶土。　　硬质陶土：粒径≤2um的占80%以上，≥5um的占4-8%，比表面为22-26m2/g，在橡胶中有半补强作用，能改善硫化胶的力学性能，是目前在橡胶中用量最大的品种。　　软质陶土：粒径≤2um的占50-74%，≥5um占8-30

6、%，比表面为9-17m2/g，在橡胶中无补强作用，硫化胶力学性能差。　　高级陶土：粒径≤1um，含少量有机物，微量吸湿性。　　在橡胶中加入陶土对胶料性能有一些负面的影响：如随着用量增加，硬质陶土可使胶料可塑性下降较大的幅度，软质陶土使胶料可塑性下降较大的幅度略小一点。但两者都能减小收缩率，使表面光滑。随着用量增加，扯断强度、耐磨性、定伸强力均有不同程度的提高，用量为20份最好。伸长率则随用量增加而下降。由于陶土属异轴结晶系，各向异性，耐撕裂性能较差，但用于丁基橡胶却能改善其耐撕裂性能。硬质陶土比软

7、质陶土耐撕裂性能好。由于硬质陶土粒径比软质陶土小，其胶料生热比软质陶土高，胶料的回弹性软质陶土高于硬质陶土，永久变形硬质陶土胶料比软质陶土胶料小，龟裂增长速度硬质陶土胶料比软质陶土胶料慢。　　滑石粉：由天然滑石经干法、湿法粉碎或高温煅烧而得，是六方或菱形结晶颗粒，粒径为1.3-149um。其化学组成为水合硅酸镁。用做橡胶填充剂、增容剂、隔离剂及表面处理剂。　　硅灰石粉：由天然硅灰石经选矿、粉碎制得，粒径为3.5-75um。其化学成分为偏硅酸钙。用做橡胶填充剂和白色颜料。　　云母粉：由天然云母矿石经

8、干法、湿法研磨制得其化学成分为硅酸钾盐。用做橡胶填充增量剂。绢云母有补强效能，可替代部分半补强碳黑使用，还可用做隔离剂。由于它属单斜晶系，其结晶呈薄片状，能提高橡胶的阻尼性能。它有良好的耐热、耐酸性能和电绝缘性能，还有防护紫外线和放射性辐射的功能，可用于特种橡胶制品。石棉：由天然石棉矿加工制成，其化学组成为含镁、铁、钠的硅酸盐，呈纤维状结晶。它对橡胶有补强作用。突出的优点是隔音、隔热、耐酸、耐碱和绝缘，也可用做隔离剂。　　长石粉：由天然花岗岩经浮选，除去二氧化硅、云母后再经研磨制得