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碳酸钙作为补强填充剂改进橡胶性能的研究

来源：中国粉体技术网更新时间：2016-07-31 11:33:49 浏览次数：

对于橡胶来说，碳酸钙是仅次于炭黑、白炭黑的第三大补强填充剂。但未经表面处理的碳酸钙颗粒表面亲水疏油，呈强极性，不能与橡胶等高分子有机物发生化学交联，在橡胶中难以均匀分散，因此不能起到功能填料的作用，相反因界面缺陷在某种程度上会降低制品的部分物理性能。

活性碳酸钙的成功应用使碳酸钙的性能发生了质的飞跃，尤其是活性超细碳酸钙具有功能填料的特点，从而大大拓宽了其应用范围，其增韧补强效果极大地改善和提高了产品的性能和质量。纲米碳酸钙是碳酸钙中的精品，也是一种最廉价的纳米材料，其具有的特殊量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应等，使其与常规粉体材料相比在补强性、透明性、分散性、触变性等方面都显示出明显的优势，与其它材料微观结合情况也发生变化，从而引起胶料宏观性能的变化。

（1）邹德荣比较了纳米碳酸钙和轻质碳酸钙对室温硫化硅橡胶的物理性能和工艺性能的影响。结果表明，轻质碳酸钙只是常规的增量填充剂，纳米碳酸钙可以提高硅橡胶的交联密度和物理性能，但其胶料起始粘度增大，工艺性能下降。

（2）田萌等研究纳米碳酸钙对氯化聚乙烯橡胶(CM)硫化特性和物理性能的影响，并与普通碳酸钙进行对比。结果表明，纳米碳酸钙对CM混炼胶加工流动性的影响较小，有助于交联反应；对CM胶料的硫化有延迟作用，但仍能较好地满足工艺要求；能够有效改善CM硫化胶的物理性能，对CM的补强效果优于普通碳酸钙。

（3）罗穗莲等采用硅烷偶联剂对超细碳酸钙进行表面改性，制备室温硫化(RTV)单组分硅橡胶密封胶。结果表明，采用硅烷偶联剂事先对碳酸钙进行表面处理的改性方法较好；其中用巯丙基三甲氧基硅烷偶联剂(A-189)处理的碳酸钙对密封胶的增强效果较好，但密封胶脱模时间需要5天，存在着明显的延迟硫化现象。

（4）古菊等通过固相法在硬脂酸改性商品纳米碳酸钙CCR中加入间苯二酚与六亚甲基四胺的络合物RH，制备了改性纳米碳酸钙M-CCR，并分别制备了NR/SBR/BR并用胶与M-CCR和CCR的复合材料。结果表明，填充M-CCR的并用胶加工性能、强力性能以及填料的分散性和界面结合力均明显优于填充CCR的并用胶。

（5）宋智彬等研究了纳米碳酸钙对胶料性能的影响以及纳米碳酸钙与炭黑N330并用对NBR的性能影响。结果表明，与未改性的纳米碳酸钙胶料相比，改性后纳米碳酸钙胶料基本力学性能、耐老化性能及耐油性能均有提高，并用炭黑时，随着纳米碳酸钙用量增大，胶料耐老化性能提高。

李玉林等使用甲基丙烯酸表面改性纳米碳酸钙，并研究改性碳酸钙对CR物理性能及耐老化性能的影响。结果表明，甲基丙烯酸改性纳米碳酸钙能明显提高CR的撕裂强度、体积电阻率和介质损耗，并改善其耐老化性能。

冀冰等的研究表明，与普通微米级碳酸钙相一比，纳米碳酸钙具有表面能高、表面亲水疏油、极易聚集成团的特点，难以在非极性或弱极性的橡胶/树脂体系中均匀分散，随着纳米碳酸钙填充量的增大，这些缺点更加明显，过量填充甚至会使制品无法使用。为了降低纳米碳酸钙表面高势能，提高分散性，并增强其与聚合物的湿润性和亲和力，在使用前往往要先进行表面改性。目前该领域已经成为国内外研究的热点。

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