橡膠工業(yè)大量使用填料粉體。補強填料用于橡膠，不僅能提高橡膠制品的強度，而且能改善膠料的加工性能，并賦予制品良好的耐磨耗、耐撕裂、耐熱、耐寒、耐油等多種性能，可延長(cháng)制品的使用壽命。非補強填料用于橡膠，主要起填充增容作用，某些品種也兼有隔離、脫?；蛑?zhù)色的作用。
一、橡膠產(chǎn)品對填料的要求
1、粉體填料混入橡膠，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，容易結團，會(huì )降低其補強效能。故要求填料粒子有較高的化學(xué)純度，粒度分布要均勻，對橡膠有良好的濕潤性和分散性。補強填料粒子表面要有強的化學(xué)活性，能與橡膠產(chǎn)生良好的結合，能改善硫化膠的力學(xué)性能、耐老化性能和粘合性能。非補強填料粒子表面呈化學(xué)惰性，和橡膠不產(chǎn)生化學(xué)結合，不影響硫化膠的力學(xué)性能及耐候性、耐酸堿性和耐水性。
2、不易揮發(fā)，無(wú)臭、無(wú)味、無(wú)毒，有較好的貯存穩定性。用于白色、淺色和彩色橡膠制品的填料，還要求不污染，不變色?；谏a(chǎn)成本的考慮，還要求填料價(jià)廉易得。
3、橡膠填料顆粒形狀以球形較好，片形或針形填料在硫化膠拉伸時(shí)容易產(chǎn)生定向排列，導致永久變形增大，抗撕裂性能降低。當然顆粒形貌要求并非絕對或者一成不變的，有些情況下，片狀或者針狀顆粒填料，能夠起到特殊作用。
二、常用的橡膠填料簡(jiǎn)介
橡膠填料，用量最大的當屬炭黑、白炭黑和炭黑-白炭黑雙相填充劑，它們同時(shí)具有補強和填充做用。還有很多其它材料都在橡膠制品中做補強填料的同時(shí)也可以做降低成本的填充料。下文將向大家介紹多種橡膠填料的成分、特性及功效。
1、炭黑
炭黑是一種用途廣泛的化工產(chǎn)品，可用于橡膠、樹(shù)脂、印刷油墨、涂料、電線(xiàn)電纜、電池、紙張、鉛筆、顏料等產(chǎn)品。炭黑最主要的用途是用于制造輪胎及各種橡膠制品。全球炭黑約有70%用于輪胎，20%用于其他橡膠制品，其余不到10%用于塑料添加劑、染料、印刷油墨等工業(yè)。而在橡膠制品的分額中，一半用于制造汽車(chē)零部件，如V帶和減震橡膠等。因此，大約有80%的炭黑是消耗在汽車(chē)工業(yè)上的。
2、白炭黑
白炭黑又稱(chēng)水合二氧化硅、活性二氧化硅和沉淀二氧化硅。它為高度分散狀的無(wú)定形粉末或絮狀粉末，質(zhì)輕，具有很高的電絕緣性、多孔性和吸水性。其原始顆粒粒徑小于3μm，故表面積大，具有很好的補強和增粘作用以及良好的分散、懸浮和振動(dòng)液化特性，已廣泛應用于塑料、橡膠、造紙、涂料、染料和油墨等十幾個(gè)領(lǐng)域，尤其在橡膠行業(yè)，白炭黑以其優(yōu)越的補強性和透明性居于首位。但是，由于白炭黑表面存在著(zhù)活性硅羥基、吸附水及由制備工藝導致其表面出現的酸區，使白炭黑呈親水性，在有機相中難以浸潤和分散，在橡膠硫化體系中不能與聚合物很好地相容，從而降低了硫化效率和補強性能，使其在某些特殊領(lǐng)域無(wú)法使用。改性后的白炭黑因提高了表面活性，改善了在有機相中的分散性和相容性，從而大大拓寬了產(chǎn)品的應用領(lǐng)域，提高了白炭黑的高附加值。
3、炭黑-白炭黑雙相填充劑
傳統的炭黑由90%-99%碳元素組成，氧和氫是其他主要成分，而這種新型的炭黑-白炭黑雙相填充劑是由炭黑相和分散在炭黑相中的白炭黑相構成。其主要特點(diǎn)是提高了烴類(lèi)彈性體中橡膠與填充劑的相互作用，降低了填充劑與填充劑的相互作用。該填充劑可改善膠料性能，尤其是輪胎胎面膠的滯后損失與溫度之間的關(guān)系，大大降低了滾動(dòng)阻力，提高了牽引力，但并未降低傳統炭黑的耐磨耗性能。
4、其他填充劑
a改性高嶺土
對煤系高嶺土進(jìn)行了特殊處理后，提高了比表面積，然后，再進(jìn)行表面改性處理，可大大提高橡膠的補強效果。在汽車(chē)輪胎、EPDM等橡制品膠應用中，達到甚至在某些方面超過(guò)了炭黑或白炭黑的補強性能。
b凹凸棒改性粘土
凹凸棒土的屬白色纖維狀結晶，是半補強類(lèi)填充劑，能使擠出壓延膠料表面光滑。新型優(yōu)質(zhì)橡膠補強劑凹凸棒改性粘土可提高橡膠制品300%定伸應力，提高拉斷伸長(cháng)率。在橡膠制品中加入凹凸棒改性粘土，不但能改善橡膠制品外觀(guān)質(zhì)量，延緩老化速度，而且能耐酸堿腐蝕，降低成本?？蓮V泛應用于橡膠傳動(dòng)帶、汽車(chē)內外輪胎及其它橡膠制品。
c改性硬質(zhì)陶土
硬質(zhì)陶土在橡膠中有半補強作用，能改善硫化膠的力學(xué)性能。軟質(zhì)陶土在橡膠中無(wú)補強作用。用硬脂酸、乙烯基硅烷、氫基硅烷及鈦酸脂偶聯(lián)劑對陶土進(jìn)行改性，使其表面增加疏水性，可提高膠料的拉伸強度、定伸應力，降低生熱和壓縮永久變形，其補強性能與白炭黑相當，老化性能較好。
d塑料基橡膠補強填充劑
以聚烯烴塑料為基料，與重質(zhì)CaCO3粉末、鈣鎂粉和多種高效能表面活性劑配合，采用多層包覆技術(shù)生產(chǎn)出高性能塑料基橡膠補強填充劑，這種補強填充劑具有良好的流動(dòng)性，可以在較高的填充量下應用于以天然橡膠為主要膠料的多種橡膠雜件，如橡膠V帶、橡膠密封件、橡膠輥、橡膠襯墊、橡膠管、橡膠板等。
e木質(zhì)素型橡膠補強劑
木質(zhì)素系通過(guò)在造紙制漿廢液中直接改性而制得，其力學(xué)性質(zhì)與高耐磨爐法炭黑相當，在橡膠中的配比可比炭黑高出一倍。
f納米氧化鋅
納米氧化鋅是一種白色或微帶黃色的細微粉末，易分散在橡膠和乳膠中，是天然橡膠和合成橡膠的補強劑、活性劑及硫化劑，也是白色膠料的著(zhù)色劑和填充劑。膠料中加入活性氧化鋅后，能使橡膠具有良好的耐磨性、耐撕裂性和彈性。
g海泡石橡膠補強劑
海泡石的化學(xué)組成為氧化硅和氧化鎂的水合物，含少量鋁和鐵氧化物。在淺色橡膠制品中用做補強劑，性能僅次子白炭黑。用硅烷處理海泡石粉，其補強性能接近白炭黑，價(jià)格僅為白炭黑的一半。它耐酸堿、耐化學(xué)腐蝕，在橡膠、塑料制品中分散性能好，是橡膠、塑料制品中理想的填充補強劑。在天然橡膠中使用效果更佳，可大幅度降低成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟效益。
h改性膨潤土
改性膨潤土是由天然膨潤土、改性劑及其他助劑配制而成，有較強的吸附性和陽(yáng)離子交換能力，主要用作各種橡膠的填充劑和補強劑，可提高橡膠制品的性能，降低橡膠制品的成本，提高橡膠與簾線(xiàn)的粘合強度和膠料的加工性能。
i云母粉
絹云母有補強效能，可替代部分半補強炭黑使用，還可用作隔離劑。由于它屬單斜晶系，其結晶呈薄片狀，故能提高橡膠的阻尼性能。它有良好的耐熱、耐酸性能和電絕緣性能，還有肪護紫外線(xiàn)和放射性輻射的功能，可用于特種橡膠制品。
小結：橡膠制品應用十分廣泛，產(chǎn)量巨大。而橡膠填料粉體一直是橡膠行業(yè)不可或缺的重要原材料粉體。隨著(zhù)社會(huì )進(jìn)步，人們對橡膠制品的性能要求也在提高。橡膠填料粉體技術(shù)進(jìn)步，能夠在很大程度上影響橡膠制品的性能和生產(chǎn)成本。因此，在橡膠填料粉體的研發(fā)改進(jìn)上投入足夠的資源，是提高橡膠制品性能的重要途徑。開(kāi)發(fā)高性能橡膠填料粉體，對于填料粉體企業(yè)來(lái)說(shuō)，是低投入高產(chǎn)出的項目，值得大家關(guān)注。
