橡胶行业广泛使用填料作为配合剂,其用量仅次于橡胶消耗。用于橡胶的增强填料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,赋予产品良好的耐磨性、耐撕裂性、耐热性、耐冷性和耐油性,延长产品的使用寿命。橡胶采用非补强填料,主要起到填充增容的作用,有些品种还具有隔离、脱模或着色的作用。
(1)强化填料颗粒表面应具有较强的化学活性,能与橡胶结合良好,能提高硫化胶的力学性能、耐老化性和粘接性。非强化填料颗粒表面为化学惰性,与橡胶无化学结合,不影响硫化胶的力学性能、耐候性、耐酸碱性和耐水性。
(2)化学纯度高,细度均匀,对橡胶有良好的湿润性和分散性。
(3)不易挥发,无臭,无味,无毒,储存稳定性好。
(4)用于白色、浅色和彩色橡胶制品的填料求不污染、不变色。
(5)便宜易得。
2.橡胶用硅微粉填料的性能要求
(1)细度:一般来说,强化填料颗粒越细,比表面积越大,与橡胶的接触面积越大,强化效果越好。非强化填料颗粒越细,加入橡胶后混合效果越好。但是必须均匀分散,如分散不均匀,即使颗粒很细,混合效果也不好。
(2)颗粒形状和晶型:填料颗粒形状为球形,片形或针形填料在硫化胶拉伸时容易定向排列,导致永久变形增大,抗撕裂性能降低。加固填料中的炭黑和白炭黑是无定形的,其他填料也是结晶的。例如硅微粉和白炭黑的化学成分是二氧化硅,但前者是结晶型,后者是无定型。结晶填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x、y、z三轴有明显差异。在常用的非金属矿物填料中,陶土、石墨和硅藻土属于异轴结晶系统。碳酸钙是等轴结晶系统。橡胶制品具有良好的耐磨性和耐撕裂性,不宜使用异轴结晶材料作为补强填料。
(3)表面性质:粉体填料混进橡胶,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。不易湿润的颗粒在橡胶中不易分散,容易结块,降低其增强效率。这种情况可以通过添加一些有助于增加水分的物质来改善。例如,添加脂肪酸后,增强效率小的碳酸钙降低了表面张力,增加了湿度,提高了增强效果。