橡膠填料的分類特性及選用方法！
填料是橡膠工業(yè)的主要原料之一，屬粉體材料。填料用量相當(dāng)大，幾乎與橡膠本身用量相當(dāng)。含有填料的橡膠是一種多相材料。填料能賦與橡膠許多寶貴的性能。例如，大幅度提高橡膠的力學(xué)性能，使橡膠具有磁性、導(dǎo)電性、阻燃性、彩色等特殊的性能，使橡膠具有好的加工性能，降低成本等作用。
何謂補(bǔ)強(qiáng)與填充？
補(bǔ)強(qiáng)：在橡膠中加入一種物質(zhì)后，使硫化膠的耐磨性、抗撕裂強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度、模量、抗溶脹性等性能獲得較大提高的行為。凡具有這種作用的物質(zhì)稱為補(bǔ)強(qiáng)劑。
填充：在橡膠中加入一種物質(zhì)后，能夠提高橡膠的體積，降低橡膠制品的成本，改善加工工藝性能，而又不明顯影響橡膠制品性能的行為。凡具有這種能力的物質(zhì)稱之為填充劑。最常用的填充劑主要是無(wú)機(jī)填料。如陶土、碳酸鈣、滑石粉、硅鋁炭黑等。
炭黑是橡膠工業(yè)中最重要的補(bǔ)強(qiáng)性填料。可以毫不夸張地說(shuō)，沒(méi)有炭黑工業(yè)便沒(méi)有現(xiàn)代蓬勃發(fā)展的橡膠工業(yè)。炭黑耗量約占橡膠耗量的一半。
當(dāng)然，對(duì)某一種填料往往是兩種作用兼有，其中一種作用為主，例如陶土加到SBR中，主要是填充作用，但也有一定的補(bǔ)強(qiáng)作用。
許多無(wú)機(jī)填料主要來(lái)源于礦物，價(jià)格較低，它們的應(yīng)用范圍也越來(lái)越廣泛。在橡膠工業(yè)中它們的用量幾乎達(dá)到了與炭黑相當(dāng)?shù)某潭?。特別是近來(lái)無(wú)機(jī)填料表面改性技術(shù)的研究與應(yīng)用，使無(wú)機(jī)填料的應(yīng)用領(lǐng)域更加廣泛。
橡膠工業(yè)習(xí)慣把補(bǔ)強(qiáng)作用的炭黑等稱為補(bǔ)強(qiáng)劑，把基本無(wú)補(bǔ)強(qiáng)作用的無(wú)機(jī)填料稱為填充劑，這是按作用分類。填料按不同方法分類如下：
選用填料的方法
根據(jù)上述三個(gè)原則，首先選大類。例如先要決定用粉體填料還是用短纖維；用黑色的還是用淺色的；用一般的還是用特殊性能的等。
接下來(lái)選品種。例如在紅色天然橡膠內(nèi)胎中選用填充劑，因?yàn)橐龀杉t色的，所以選用白色填料，價(jià)格便宜的CaCO3較好。因?yàn)閮?nèi)胎強(qiáng)伸性能不能太低，特別要求氣密性．故不能用太粗的，應(yīng)選用輕質(zhì)的CaCO3 。
1、選用填料的原則
調(diào)料的選用應(yīng)注意以下原則：符合填充膠料或橡膠制品物理力學(xué)性能和成品最終使用性能的要求；符合填充膠料或橡膠制品加工工藝性能的要求；成本要求和其來(lái)源穩(wěn)定等其他實(shí)用要求。
2、選用填料的方法
根據(jù)填料的選用原則，在選擇填料時(shí)首先選大類。如選定用粉狀還是纖維狀填料，顏色用黑色還是淺色填料，是否有特殊性質(zhì)的要求等。在選具體的品種。如生產(chǎn)紅色天然膠內(nèi)胎時(shí)，首先根據(jù)紅色的要求，選擇白色填料，又因?yàn)樘妓徕}的價(jià)格便宜，可供考慮；接著根據(jù)內(nèi)胎強(qiáng)伸性能不能太低，而且氣密性要求高，故不能用太粗的，可考慮選用輕質(zhì)碳酸鈣；最后在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
3、填料的性能特點(diǎn)
補(bǔ)強(qiáng)性填料
比表面積大的炭黑及白炭黑，如N110、N121、N231、N234、N347、N356、N358、N375、VN3等。
半補(bǔ)強(qiáng)性填料
N539、N630、N683、N787等。
炭黑與白炭黑的應(yīng)用
（1）炭黑的應(yīng)用
輪胎工業(yè)所使用的炭黑占橡膠工業(yè)所使用炭黑的60%~75%.現(xiàn)以輪胎各部位用炭黑的品種選用為例加以說(shuō)明。胎面要求用高補(bǔ)強(qiáng)性炭黑，所以中國(guó)胎面中主要用N330系列或適當(dāng)并用別的系列，近年來(lái)N220系列的使用有所上升；胎體主要用N700系列，近年N6OO用量有所上升。其他國(guó)家在輪胎中使用的炭黑品種與中國(guó)使用的大方向是一致的，但也有一定差別。美國(guó)、西歐和日本胎面也主要用N300系列，但前蘇聯(lián)主要用N200系列。胎體中歐美主要用N600系列。具體品種方面，美國(guó)在胎面膠中主要用滾動(dòng)阻力與磨耗具有良好平衡的N299,西歐主要用N375.在輪胎中使用炭黑所以存在這些差別，主要是因?yàn)楦鲊?guó)情況不同。各國(guó)對(duì)輪胎的安全性、舒適性、經(jīng)濟(jì)性要求側(cè)重不同，中國(guó)側(cè)重于經(jīng)濟(jì)性，即耐磨性要好，壽命長(zhǎng)；另外各國(guó)用膠不同，國(guó)外主要用合成膠，中國(guó)目前主要用天然膠；還有路面情況不同，中國(guó)路面雖然不好，但行駛速度低，可以算是低苛刻程度的路面。
（2）白色填料的使用
一般用天然礦物和工業(yè)廢渣加工的填料，由于粒子較大，主要做填充劑使用。白炭黑是淺色補(bǔ)強(qiáng)性填料。氣相法白炭黑由于價(jià)格高，主要用于補(bǔ)強(qiáng)硅橡膠。沉淀法白炭黑已逐步代替了硅酸鹽類白炭黑。例如， 沉淀法二氧化硅白炭黑VN3、VN2,用量已占85%,而硅酸鹽類的Silteg AS-7、Silteg AS-9等只占15%.
沉淀法白炭黑主要用于鞋類。因?yàn)樗前咨模湍バ?、防滑性、粘著性好。另外在胎面膠料和胎體膠料中摻用有助于提高抗撕裂、黏著等性能。例如，在比較苛刻的高載重輪胎胎面中摻用10~25份白炭黑HS-200,就能提高它的抗剝離和抗割性，但同時(shí)橡膠的耐磨性下降，生熱性提高。采用改性劑，如Si-69,能克服上述缺點(diǎn)。沉淀法白炭黑產(chǎn)量約67%用于橡膠工業(yè)，其中約45%用于鞋類，約16%用于輪胎類，約6%用于其他類產(chǎn)品。
降低成本的填料
天然礦物或廢渣加工而得的填料，如陶土、碳酸鈣、硅鋁炭黑、粉煤灰等。其中：
碳酸鈣的分類方法
1、重鈣
機(jī)械粉碎碳酸鈣礦物(大理石、石灰石、貝殼等)的方法生產(chǎn)的重質(zhì)碳酸鈣。這種碳酸鈣一般粒徑較大，平均在44μm以下．粒徑分布寬，粒子形狀不規(guī)則。
2、輕鈣
用化學(xué)方法生產(chǎn)的輕質(zhì)碳酸鈣。因?yàn)榫唧w的制法是向石灰乳中通CO2生成碳酸鈣沉淀．故也叫沉淀法碳酸鈣。這種碳酸鈣粒徑小，平均粒徑在數(shù)微米以下，粒徑分布較重質(zhì)的窄。
3、特殊功能的填料：阻燃的有Sb2O3、A1(OH)3，Mg（OH）2、MoO3、Fe2O3等；導(dǎo)電的有乙炔炭黑、N472、N293等導(dǎo)電炭黑以及金屬粉等；提高耐熱的有ZnO、Fe2O3等；增白最好用TiO2，還可以用BaSO4、硅石灰等；透明性最好的是MgCO3、ZnCO3和透明白炭黑等。
