橡胶填充料在橡胶制品中的作用

　　橡胶工业使用大量的橡胶填充料作为配合剂，其用量仅次于橡胶消耗量。补强橡胶填充料用于橡胶，不仅可以提高橡胶制品的强度，还可以提高橡胶材料的加工性能，并给予产品良好的耐磨性、耐撕裂性、耐热性、耐寒性、耐油性等性能，可以延长产品的使用寿命。非补强橡胶填充料用于橡胶，主要起到填充和增容的作用。有些品种还具有隔离、脱模或着色的作用。

　　填充料的性能要求一般分为下面几点：

　　(1)细度:一般来说，补强橡胶填充料颗粒越细，比表面积越大，橡胶接触面积越大，效果越好。非补强橡胶填充料颗粒越细，加胶后的混合效果越好。但一定要分散均匀，如果分散不均匀，即使粒子很细，混合效果也不好。

　　(2)颗粒形状和晶体形状:橡胶填充料颗粒形状以球形较好，片状或针状橡胶填充料在硫化橡胶拉伸时容易产生定向排列，导致长久变形增加，抗撕裂性降低。补强橡胶填充料中的炭黑和白炭黑为无定形，其他橡胶填充料也有结晶型。例如，虽然硅粉和二氧化硅的化学成分都是二氧化硅，但前者是结晶的，后者是无定形的。结晶橡胶填充料分为异轴结晶和等轴结晶。同轴结晶X、Y、Z三轴相似，各向同性。异轴结晶在X、Y、Z轴上有显著差异。在常用的非金属矿物橡胶填充料中，粘土、石墨和硅藻土属于异轴结晶体系。碳酸钙是一种等轴结晶体系。耐磨性好的橡胶制品不宜用异轴结晶材料加固。

　　(3)表面性能:粉末橡胶填充料掺有橡胶，其颗粒被橡胶分子包围，颗粒表面是橡胶的润湿程度对效率有很大影响。不易沾湿的颗粒，在橡胶中不易分散，容易聚集，降低其效率。这种情况可以通过添加某些有助于增加湿度的物质来改善。如在碳酸钙中添加脂肪酸，虽然补强作用不大，但却降低了表面张力，增加了润湿度，提高了效果。

　　炭黑是橡胶的主要补强橡胶填充料，其成分90% ~ 99%为单质碳，其余为少量挥发性物质和水。在生产炭黑的过程中，有少量的羧基、醌基、酚基、内酯基等化学基团吸附或结合在其表面。过去一直认为炭黑的效率只取决于其颗粒大小(比表面积)和结构，与其表面化学性质无关。近年来大量的研究结果表明，炭黑颗粒表面的化学基团在混炼过程中可以与橡胶发生反应，从而增加了粘结胶量，进而提高了硫化橡胶的力学性能和耐老化性能。

　　气相白炭黑呈酸性，沉淀法白炭黑表面呈酸性或碱性。酸性会延缓固化速度，碱性会加快固化速度。白炭黑表面微孔多，吸湿性强，不利于补强。硅烷偶联剂的表面改性可以克服其缺点，提高其增强性能。非金属矿粉橡胶填充料的表面改性也具有良好的应用效果。