非金属矿材料在橡胶工业中的应用.doc

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1、非金属矿材料在橡胶工业中的应用在橡胶工业中，大量使用非金属矿材料作为填充剂，如按生胶消耗量为100，碳黑用量为50，无机填料为25，无机填料中非金属矿物材料占60%的比例估算，全世界生胶消耗量为1500万吨，碳黑消耗量约为750万吨，无机填料耗用375万吨，其中非金属矿物材料为225万吨。我国耗胶量为140万吨，无机填料耗用35万吨，其中非金属矿物材料占21万吨非金属矿物加入橡胶，主要起填充增容作用，某些品种也兼有补强、隔离、脱膜或着色的作用。加入矿物材料的目的，主要是为了降低成本，有时也能改善加工工艺，

2、提高生产效率。橡胶工业对用做填料的矿物材料有一定的要求，如颗粒大小，形状和表面性质等。符合这些要求的材料，就能在橡胶工业中发挥应有的作用。  高性能橡胶制品，对矿物材料提出了更高的要求。矿物材料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，才能适应日愈发展的高新技术橡胶制品的性能要求。只有作为使用部门的橡胶工业和矿物材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、1、一般要求    （1）化学活性不高和橡胶不起化学作用；  （1）不影

3、响硫化胶化学性能，即耐侯性、耐酸性、耐碱性和耐水性；（1）不明显降低硫化胶的力学性能；    （1）在橡胶中易混入，易分散，可大量填充；    （1）价廉易得；橡胶技术咨询网为广大从事橡胶行业的朋友提供橡胶技术、橡胶价格信息、橡胶资料交流学习交易的平台。2性能要求（1）颗粒大小：颗粒愈细，与橡胶接触面积愈大，补强效果愈好。但必须分散均匀，如果分散不均匀，即使颗粒很细，补强效果亦不好。    （1）颗粒形状：矿物固体粉料分无定形和结晶型两种。结晶型又分异轴结晶和等轴结晶两种，前者三轴有显著差异，各向异性；后

4、者三轴相似，各向同性。在常用矿物填料中，陶土、石墨、硅藻土属异轴结晶系，碳酸钙为等轴结晶系。要求耐磨和耐撕裂性能好的橡胶制品，不宜用异轴结晶材料。颗粒形状以球形较好，扁形或针形填料在硫化胶拉伸时容易产生定向排列，致使永久变形增大，抗撕裂性能降低。    （1）颗粒表面性能：填料混入橡胶，其粒子被橡胶分子包围，粒子表面被橡胶湿润的程度，对补强效能有很大影响。不易湿润的程度，对补强效能有很大影响。不易湿润的颗粒，在橡胶中不易分散，容易结成小团，降低其补强效能。但这种状况可以通过加入某种有助于增加湿润的物质同获

5、得改善比如补强效能很小的碳酸钙，加入脂肪酸后，降低可表面张力，增加了湿润程度，提高了补强效果。  一、矿物填料的作用及常用品种    1在橡胶中的作用天然无机矿物材料在橡胶中主要用做非活性填充剂或增量剂。橡胶中大量填充这种材料主要目的是降低含胶率，进而降低生产成本，有时也能改善加工工艺性能，比如提高压出、压延速度，使压出压延胶料表面光滑。矿物填料比表面积到20m2/g以上时，对非结晶型橡胶有一定补强作用。在某些情况下，还能起隔离剂、脱膜剂、差色剂或表面处理剂的作用。    2常用品种（1）陶土：包括高岭土

6、、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。按其粒径大小可分为：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。软质陶土：粒径≤2um的占50-74%，≥5um占8-30%，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。使用陶土应严格控制其水分含量。水分高不易分散，硫化

7、胶容易起跑。经过煅烧的陶土，胶体性质起了变化，失去了可塑性，不再适合橡胶工业使用。加入陶土对胶料性能有如下影响：随着用量增加，硬质陶土胶料可塑性下降，软质陶土影响不显著。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，耐撕裂性能差。但用于丁基橡胶却能改善其耐撕裂性能，硬质陶土比软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。软质陶土胶料

8、比硬质陶土胶料永久变形小。硬质陶土胶料的龟裂增长比软质陶土胶料慢。  （1）碳酸钙：是橡胶工业中用量仅次于陶土的矿物材料，其用量约占无机矿物填料总量的27%。由天然大理石、石灰石、白垩、方解石、白云石或牡蛎、贝壳等经粉碎、风选到一定细度制得。按粒径大小可分为：重质碳酸钙：又称重钙。粒径在10um左右。用于橡胶主要起填充增容作用，无补强效能。轻质碳酸钙：又称轻钙。粒径在0.5-6um之间，由沉淀法制得，有半补强效能。超细碳酸钙：