碳酸鈣具有資源廣、毒性(xing)和污染性(xing)低、白(bai)度高(gao)、填充量大(da)和價格低等特點 ,在橡(xiang)膠(jiao)(jiao)工業中應用 ,是橡(xiang)膠(jiao)(jiao)制品主要的(de)淺色填料(liao)。

碳酸(suan)(suan)鈣(gai)(gai)又分為(wei)重質碳酸(suan)(suan)鈣(gai)(gai)、輕質碳酸(suan)(suan)鈣(gai)(gai)、納米(mi)碳酸(suan)(suan)鈣(gai)(gai)及改(gai)性(xing)碳酸(suan)(suan)鈣(gai)(gai)等，不同(tong)的碳酸(suan)(suan)鈣(gai)(gai)產品在橡膠制品中所起(qi)的作用各不相同(tong)，因而(er)其(qi)應用領域(yu)也略有差別。

重質碳酸鈣+橡膠

重質(zhi)碳酸(suan)鈣是常用(yong)的粉狀(zhuang)無機填料，具(ju)有純(chun)度高、惰性大、穩(wen)定(ding)性好、白度高、吸油(you)率和折射率低、分散性好等(deng)特點，在(zai)橡膠制品中補(bu)果差，主要起填充(chong)作(zuo)用(yong)。

重(zhong)質(zhi)(zhi)碳(tan)(tan)酸鈣(gai)硫(liu)化(hua)膠的(de)力學(xue)性(xing)(xing)能(neng)(neng)不及輕質(zhi)(zhi)碳(tan)(tan)酸鈣(gai)和改(gai)性(xing)(xing)碳(tan)(tan)酸鈣(gai)硫(liu)化(hua)膠性(xing)(xing)能(neng)(neng)好，其(qi)硫(liu)化(hua)膠耐(nai)磨性(xing)(xing)和定伸(shen)應力也(ye)比(bi)不上炭黑、陶土或硅酸鹽硫(liu)化(hua)膠。并且重(zhong)質(zhi)(zhi)碳(tan)(tan)酸鈣(gai)粒子的(de)粒徑過大還會導致(zhi)硫(liu)化(hua)膠的(de)物(wu)理機械(xie)性(xing)(xing)能(neng)(neng)下降。但是其(qi)生產成本較低，在橡(xiang)膠中與(yu)其(qi)他補強(qiang)劑(ji)或填充劑(ji)一起使用能(neng)(neng)夠調整硫(liu)化(hua)膠的(de)性(xing)(xing)能(neng)(neng)并且降低生產成本。

重質碳酸鈣用(yong)作天然橡膠(jiao)(jiao)、丁苯(ben)橡膠(jiao)(jiao)、膠(jiao)(jiao)乳(ru)等的惰性(xing)填充劑，適用(yong)于(yu)制造鞋跟、鞋底、地板、膠(jiao)(jiao)管(guan)、發泡制品、模制品和壓出制品等。

輕質碳酸鈣+橡膠

輕質碳酸(suan)鈣粉體具有顆(ke)粒形狀(zhuang)規(gui)則、粒度分布較窄、粒徑較小等特點。在(zai)橡膠制品中主要(yao)用作白色或淺色橡膠的補(bu)強(qiang)填充劑(ji)。

輕(qing)質(zhi)碳酸鈣具有(you)半補(bu)強性(xing)，能(neng)提高硫化(hua)膠的拉伸強度、撕(si)裂強度以及(ji)耐(nai)磨(mo)性(xing)能(neng)，且(qie)在高填(tian)充下(xia)不(bu)會導致過高的定伸應力，在膠料中易分散、不(bu)影響(xiang)硫化(hua)。填(tian)充輕(qing)質(zhi)碳酸鈣的硫化(hua)膠物理機械性(xing)能(neng)略高于填(tian)充重質(zhi)碳酸鈣的硫化(hua)膠。

輕質(zhi)碳酸(suan)鈣(gai)在天然橡(xiang)膠(jiao)(jiao)和(he)合成橡(xiang)膠(jiao)(jiao)膠(jiao)(jiao)料中(zhong)(zhong)用量很大。在天然橡(xiang)膠(jiao)(jiao)輪(lun)胎(tai)胎(tai)面膠(jiao)(jiao)中(zhong)(zhong)用量可達30份(fen)(fen)，簾布(bu)膠(jiao)(jiao)中(zhong)(zhong)可達50份(fen)(fen)，內胎(tai)膠(jiao)(jiao)中(zhong)(zhong)可達60份(fen)(fen)；膠(jiao)(jiao)管(guan)中(zhong)(zhong)用量可達50份(fen)(fen)，膠(jiao)(jiao)帶中(zhong)(zhong)可達20份(fen)(fen)；膠(jiao)(jiao)鞋中(zhong)(zhong)可達50份(fen)(fen)等(deng)。

納米碳酸鈣+橡膠

納(na)米(mi)碳(tan)(tan)酸(suan)鈣(gai)粉體與普(pu)通碳(tan)(tan)酸(suan)鈣(gai)粉體相比，具(ju)有小尺(chi)寸效應和表面(mian)效應，能夠產生普(pu)通碳(tan)(tan)酸(suan)鈣(gai)不具(ju)備的優異性能，在(zai)橡(xiang)膠制品中主要起補強、填充、調色的作(zuo)用(yong)。

納(na)米(mi)(mi)(mi)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)酸鈣(gai)(gai)活性(xing)(xing)高，補強(qiang)性(xing)(xing)能遠遠大(da)于輕質碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)酸鈣(gai)(gai)，與沉淀法白炭(tan)黑(hei)相(xiang)當。納(na)米(mi)(mi)(mi)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)酸鈣(gai)(gai)在橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)中有良好(hao)的分散性(xing)(xing)和相(xiang)容性(xing)(xing)，可使橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)易混煉(lian)、易分散、能改善膠(jiao)(jiao)(jiao)料的加工性(xing)(xing)能，提高制品的力學(xue)性(xing)(xing)能。同時納(na)米(mi)(mi)(mi)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)酸鈣(gai)(gai)具有空間立體結構，粒子形態多(duo)樣，研(yan)究發現不(bu)同晶(jing)型的納(na)米(mi)(mi)(mi)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)酸鈣(gai)(gai)對橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的補果(guo)(guo)不(bu)一(yi)，其(qi)中以(yi)連(lian)鎖狀(zhuang)納(na)米(mi)(mi)(mi)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)酸鈣(gai)(gai)對橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的補果(guo)(guo)好(hao)。

值(zhi)得注意的是，它不但(dan)可以作(zuo)為補強填(tian)充(chong)(chong)劑單(dan)獨使用(yong)(yong)，而且可根(gen)據生產(chan)需求(qiu)與其他(ta)填(tian)充(chong)(chong)劑配(pei)合(he)使用(yong)(yong)，不但(dan)可以達到補強、填(tian)充(chong)(chong)、改善(shan)加(jia)工工藝和提高制品性能的作(zuo)用(yong)(yong)，還具有增(zeng)白作(zuo)用(yong)(yong)并(bing)部(bu)分取代白炭黑(hei)、鈦白粉等價格昂貴的白色填(tian)料。

橡膠(jiao)(jiao)行業是納米碳(tan)酸鈣的主(zhu)要消費大戶，主(zhu)要應用(yong)于力車(che)輪胎(tai)(tai)胎(tai)(tai)內(nei)膠(jiao)(jiao)和外胎(tai)(tai)、汽車(che)輪胎(tai)(tai)內(nei)胎(tai)(tai)和外胎(tai)(tai)特殊部位、膠(jiao)(jiao)帶膠(jiao)(jiao)管、膠(jiao)(jiao)鞋、膠(jiao)(jiao)布中(zhong)。適(shi)用(yong)于NR、BR、SBR等橡膠(jiao)(jiao)體系(xi)。

改性碳酸鈣+橡膠

改(gai)(gai)(gai)性(xing)碳(tan)酸(suan)(suan)鈣(gai)(gai)(gai)又稱(cheng)為(wei)活性(xing)碳(tan)酸(suan)(suan)鈣(gai)(gai)(gai)，是(shi)使用表面(mian)改(gai)(gai)(gai)性(xing)劑(ji)對(dui)輕質碳(tan)酸(suan)(suan)鈣(gai)(gai)(gai)、納(na)米(mi)碳(tan)酸(suan)(suan)鈣(gai)(gai)(gai)進行表面(mian)改(gai)(gai)(gai)性(xing)而制(zhi)得。經改(gai)(gai)(gai)性(xing)后的碳(tan)酸(suan)(suan)鈣(gai)(gai)(gai)和改(gai)(gai)(gai)性(xing)前相(xiang)比一般(ban)具有(you)粒徑小(xiao)、吸油值低(di)、分(fen)散性(xing)好、補強性(xing)好等特點。

改性碳(tan)酸鈣(gai)(gai)(gai)的(de)補(bu)強性能(neng)要遠遠優(you)于未改性碳(tan)酸鈣(gai)(gai)(gai)，其補(bu)強性主要是由于表面改性劑是具有(you)兩(liang)親(qin)(qin)基團的(de)有(you)機物(wu)(wu)，即(ji)具有(you)親(qin)(qin)水(shui)基團和(he)親(qin)(qin)油基團，表面改性劑通過(guo)兩(liang)個(ge)基團將碳(tan)酸鈣(gai)(gai)(gai)和(he)橡膠緊密結合在一起，這(zhe)有(you)利于提(ti)高橡膠的(de)物(wu)(wu)理機械(xie)性能(neng)，改善加(jia)工性能(neng)，并提(ti)高制品的(de)延伸(shen)性、拉伸(shen)強度、撕裂強度等(deng)性能(neng)。

填(tian)充碳酸鈣硫化膠(jiao)拉伸斷面SEM

碳酸鈣(gai)填(tian)充硫化(hua)膠(jiao)切割面(mian)SEM

 

改性碳酸鈣主要(yao)應用于輪胎、膠管、膠帶、油封和汽車配(pei)件等橡膠制品中，適用于NR、NBR、SBR等橡膠。

總結

碳(tan)(tan)(tan)酸鈣(gai)(gai)是橡膠工業用的(de)主要(yao)(yao)填充補(bu)強(qiang)劑之一(yi)。其中重鈣(gai)(gai)主要(yao)(yao)作為填充劑使用以降低(di)成本(ben)；輕鈣(gai)(gai)具有(you)半補(bu)強(qiang)性(xing)(xing)(xing)(xing)，能夠提升(sheng)硫化膠的(de)物(wu)理機械性(xing)(xing)(xing)(xing)能；納米碳(tan)(tan)(tan)酸鈣(gai)(gai)和改性(xing)(xing)(xing)(xing)碳(tan)(tan)(tan)酸鈣(gai)(gai)的(de)補(bu)強(qiang)性(xing)(xing)(xing)(xing)能優越，還具有(you)調(diao)色增(zeng)白效果，能部分(fen)替代(dai)價格(ge)昂貴的(de)白炭黑、鈦白粉等。綜合來(lai)看，未(wei)來(lai)橡膠用碳(tan)(tan)(tan)酸鈣(gai)(gai)將逐(zhu)漸由重鈣(gai)(gai)或輕鈣(gai)(gai)向納米碳(tan)(tan)(tan)酸鈣(gai)(gai)和改性(xing)(xing)(xing)(xing)碳(tan)(tan)(tan)酸鈣(gai)(gai)發展(zhan)。

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