橡胶用粉体材料发展趋势
2008/9/9/16:23 来源：中国化工信息网近年来由于石油价格猛涨，以石油产品为原料的合成橡胶、橡胶配合剂的价格随之上涨，大大增加了橡胶制品的生产成本，对橡胶工业的发展产生了不利的影响。为了摆脱原材料对石油资源的依赖，促进橡胶工业持续、稳定、协调发展，开发非石油资源的橡胶配合剂已成为橡胶原材料的发展方向。
橡胶工业大量使用粉体材料作为填充剂，其用量仅次于橡胶耗用量。补强填充剂能提高橡胶的强度，使橡胶制品有良好的耐磨、耐撕裂、耐寒、耐热、耐油、耐化学腐蚀等性能，延长制品的使用寿命。非补强填充剂主要起填充增容作用，有时也兼有隔离、脱模或着色作用，有利于胶料的加工操作。
粉体材料的补强效果与其颗粒尺寸大小有关。一般微米级的非金属矿物粉体材料不具有补强效能，通过表面化学改性处理就能使其具有半补强效能；纳米级的粉体材料由于粒径极小，比表面积很大，混入橡胶中能使制品具有高强度、高韧性、高比热、高导电率和高磁化率等宝贵特性。
补强型填充剂主要是炭黑和白炭黑；非补强型填充剂主要品种为非金属矿物粉体材料。由于炭黑生产主要原料来源于石油产品，生产过程中又会排放大量二氧化碳，应着力开发非石油资源的补强填充剂。天然矿物粉体材料表面化学改性和纳米化是最新的发展方向。在应用技术方面，纳米形态分散这项关键技术一旦能取得突破，将推动纳米材料在各个领域的广泛应用。
橡 胶用粉体材料现状
1.补强型填充剂
目前的补强型填充剂中，应用最广泛、用量最大、补强效能最好的是炭黑和白炭黑。2006年世界炭黑耗用量为860万t，我国为175万t，占世界耗用量的20.3%。预计到2010年，世界炭黑需求量将达1010万t，我国约为225万t，占世界需求量的22.3%。2006年我国白炭黑耗用量为20.2万t，预计到2010年需求量约为27万t。
炭黑的成分90%～99%是碳元素，其余是少量挥发分和水分。炉法和槽法生产的炭黑粒径均为纳米级（1～100nm）；热裂法生产的炭黑，粒径为亚微米级（101～500nm）。白炭黑粒径均为纳米级，气相法生产的白炭黑粒径范围在3～40nm，不含结晶水，二氧化硅含量在99.8%以上；沉淀法所得粒径范围为16～100nm，含结晶水，二氧化硅含量为87%～95%。
白炭黑的补强性能不如炭黑，但含有白炭黑的胶料生热低、撕裂强度高、与金属的粘合性能好，在轮胎特别是大型轮胎中使用效果很好。为了综合炭黑和白炭黑的优点，美国卡博特公司和德国德固赛公司开发成功一种双相炭黑。用汽化法（干法）将白炭黑分散于炭黑中，制得CSDP炭黑，其表面有细微的缺陷部分，添加后可使橡胶具有良好的防滑性能和低的滚动阻力，但耐磨性差；在炭黑淤浆中加入硅酸钠加水分解（湿法）制得的SCC炭黑是涂白炭黑的炭黑，含有SCC的胶料在高温区（30℃～70℃）tanδ数值偏低，在低温区（低于-60℃）tanδ较高，主要应用于制造轮胎胎面，使胎面具有低的滚动阻力和良好的耐磨性能。
2.非补强型填充剂
这类填充剂的主要品种为天然非金属矿物粉体材料，如含水合硅酸铝的陶土，含碳酸钙的石灰石粉、大理石粉、白堊粉、贝壳粉，含碳酸钙镁的白云石粉，含硅酸镁的硅灰石粉、滑石粉、海泡石粉、石棉粉，含硅酸铝钾的长石粉、云母粉等。
若以耗胶量为100计，这类填充剂在橡胶制品中的用量约占25（其中陶土占9，碳酸钙占4，其余占12）。2006年我国耗胶量为450万t，耗用陶土约40.5万t，碳酸钙18万t，其他非矿粉体材料约54万t。预计到2010年，耗胶量将达600万t，相应的陶土需求量为54万t，碳酸钙需求量为24万t，其他非矿粉体材料需求量为72万t。
