橡膠行業(yè)廣泛使用填料作為配合劑,其用量僅次于橡膠消耗。用于橡膠的增強填料不僅可以提高橡膠制品的強度,還可以提高橡膠材料的加工性能,賦予產(chǎn)品良好的耐磨性、耐撕裂性、耐熱性、耐冷性和耐油性,延長產(chǎn)品的使用壽命。橡膠采用非補強填料,主要起到填充增容的作用,有些品種還具有隔離、脫?;蛑淖饔?。
(1)強化填料顆粒表面應(yīng)具有較強的化學(xué)活性,能與橡膠結(jié)合良好,能提高硫化膠的力學(xué)性能、耐老化性和粘接性。非強化填料顆粒表面為化學(xué)惰性,與橡膠無化學(xué)結(jié)合,不影響硫化膠的力學(xué)性能、耐候性、耐酸堿性和耐水性。
(2)化學(xué)純度高,細(xì)度均勻,對橡膠有良好的濕潤性和分散性。
(3)不易揮發(fā),無臭,無味,無毒,儲存穩(wěn)定性好。
(4)用于白色、淺色和彩色橡膠制品的填料求不污染、不變色。
(5)便宜易得。
2.橡膠用硅微粉填料的性能要求
(1)細(xì)度:一般來說,強化填料顆粒越細(xì),比表面積越大,與橡膠的接觸面積越大,強化效果越好。非強化填料顆粒越細(xì),加入橡膠后混合效果越好。但是必須均勻分散,如分散不均勻,即使顆粒很細(xì),混合效果也不好。
(2)顆粒形狀和晶型:填料顆粒形狀為球形,片形或針形填料在硫化膠拉伸時容易定向排列,導(dǎo)致永久變形增大,抗撕裂性能降低。加固填料中的炭黑和白炭黑是無定形的,其他填料也是結(jié)晶的。例如硅微粉和白炭黑的化學(xué)成分是二氧化硅,但前者是結(jié)晶型,后者是無定型。結(jié)晶填料分為異軸結(jié)晶和等軸結(jié)晶。同軸結(jié)晶x、y、z三軸相似,各向同性。異軸結(jié)晶x、y、z三軸有明顯差異。在常用的非金屬礦物填料中,陶土、石墨和硅藻土屬于異軸結(jié)晶系統(tǒng)。碳酸鈣是等軸結(jié)晶系統(tǒng)。橡膠制品具有良好的耐磨性和耐撕裂性,不宜使用異軸結(jié)晶材料作為補強填料。
(3)表面性質(zhì):粉體填料混進橡膠,其粒子被橡膠分子包圍,粒子表面被橡膠濕潤的程度對補強效能有很大影響。不易濕潤的顆粒在橡膠中不易分散,容易結(jié)塊,降低其增強效率。這種情況可以通過添加一些有助于增加水分的物質(zhì)來改善。例如,添加脂肪酸后,增強效率小的碳酸鈣降低了表面張力,增加了濕度,提高了增強效果。