目前合成橡膠用到的主要填料有炭黑、白炭黑、硅酸鹽、碳酸鹽、金屬化合物等。隨著環(huán)保要求的提高,炭黑和白炭黑制作成本一直在提高。尋求炭黑和白炭黑的替代材料,是橡膠行業(yè)發(fā)展的重要方向。
我國高嶺土礦產(chǎn)資源豐富,已探明267處礦產(chǎn)地,探明儲量29.10億t;生產(chǎn)成本低,制備流程簡單。天然橡膠具有優(yōu)良物理化學(xué)特性,用高嶺土填充天然橡膠,生產(chǎn)更多的橡膠產(chǎn)品,可以更好地開發(fā)利用國內(nèi)資源,有利于天然橡膠的利用價值最大化。
李曉青等以高嶺土作為橡膠填料,研究了高嶺土補強橡膠復(fù)合材料的力學(xué)性能。實驗結(jié)果表明:
?。?)隨著高嶺土填料增加,橡膠試樣的邵爾A硬度升高,抗拉強度、100%定伸應(yīng)力和200%定伸應(yīng)力降低,回彈率降低;高嶺土在90份時,橡膠密度達到極大值;高嶺土在50份時,撕裂強度達到極大值。同時,回彈性能降低后依舊有較高的回彈率,有很高的開發(fā)和利用價值。
(2)高嶺土補強后的橡膠邵爾A硬度值最大為52度,對比柏楊等在炭黑-白炭黑對天然橡膠復(fù)合材料的研究和姬春梅用炭黑補強天然橡膠研究中發(fā)現(xiàn)的橡膠硬度為60~70,高嶺土填充天然橡膠硬度相對于白炭黑和炭黑較低。
?。?)在彭遷遷等用白炭黑補強丁苯橡膠的研究中,撕裂強度在30~36kN/m;抗拉強度在14.7~15.8MPa;100%定伸應(yīng)力為1.1~3.7MPa。通過對比發(fā)現(xiàn),高嶺土補強后的天然橡膠撕裂強度接近,抗拉強度和100%定伸應(yīng)力則遠(yuǎn)高于白炭黑補強的丁苯橡膠。
?。?)姚彬彬等在用白炭黑補強天然橡膠的研究中發(fā)現(xiàn)回彈率在46%~48%;胡保利等在白炭黑補強丁苯橡膠中回彈率在38%~42%;于堯等在炭黑補強天然橡膠的研究中回彈率在49%~58%。經(jīng)過對比發(fā)現(xiàn),即便是在高嶺土為110份時,補強后的橡膠仍然具有較高的彈性,回彈率達到64%。通過高嶺土填補橡膠能夠提升橡膠的回彈性能,可以為工業(yè)領(lǐng)域提供更多的高彈性橡膠制品。
資料來源:《李曉青,沈新民,房中行,等.高嶺土填料對橡膠力學(xué)性能的補強研究[J].熱帶農(nóng)業(yè)科技,2021,44(04):21-24》粉體技術(shù)網(wǎng)