橡膠工業的補強材料一直以炭黑為主體，約佔橡膠填料總量的60 %以上。然而在炭黑的製備和應用過程中存在一系列負面影響。炭黑是石油工業的副產品，成本高，使用過程中汙染嚴重，因此，人們一直在尋求炭黑的替代品。
安全、環保和節能是21世紀輪胎技術發展的主題。在提高輪胎性能的同時，必須要著力解決安全、環保和節能問題，為此，研究者開發了許多新型補強填料，其中多為無機補強填料，主要硅酸鹽類與碳酸鈣類礦物粉體。這些粉體若想在橡膠體系中獲得良好的應用效果，需要解決一個普遍存在的問題就是——表面改性。
近年來，非金屬礦物表面改性技術的興起和發展，為塑料、橡膠、纖維等高分子材料，高聚物基複合材料，功能材料以及造紙、塗料等工業填料的製備與應用開闢了更為廣闊的空間，對非金屬礦行業和相關行業的發展也有著十分重要的意義。非金屬礦物經表面改性處理後，可以消除其表面高能勢，調節其疏水性，改善其與有機基料的相容性與界面結合力，增強材料的機械強度，提高材料的綜合性能，從而滿足現代新材料、新技術的要求。
非金屬礦物粉體在橡膠中的應用
高嶺土
高嶺土又稱瓷土，是由多種礦物組成的含水鋁硅酸鹽的集合體，主要有用成分是高嶺石。作為補強填料，高嶺土摻入橡膠後，形成有機高聚物(橡膠，基體相)-無機物(高嶺土，分散相)複合材料，能改善橡膠製品的物理化學性能，如力學強度、耐磨性、穩定性、耐酸鹼腐蝕性以及改善膠料的加工性能。作為橡膠補強劑，高嶺土中Mn<0.1007%~0.10045%(質量百分含量)，否則會加速橡膠的老化。此外，橡膠製品對高嶺土的吸附性、酸鹼性及顆粒粒度也有一定的要求。高嶺土經改性後，能夠改善與有機高分子材料(橡膠)的交聯性、提高分散性、增加承受外界負荷的有效截面，進而增強有機高分子材料製品的力學性能，功能性大幅提高，所以橡膠中改性高嶺土的應用十分廣泛。
凹凸棒石
凹凸棒石粘土，是一種含水富鎂硅酸鹽粘土。白色纖維狀結晶，是半補強類型填料。由於表面含有極性的硅羥基，它和非極性面有機高分子的親和性較差。對其表面進行有機改性，改善其在橡膠基體中的分散性和親和性，可提高橡膠製品300%定伸應力、扯斷伸長率等性能。常用的表面處理方法有偶聯劑處理、表面活性劑處理和酸化處理。
膨潤土
膨潤土是以蒙脫石為主的含水粘土礦。膨潤土在橡膠填料方面的應用研究，在國內與高嶺土相比相對比較少。膨潤土與聚合物之間的相容性差，但是經過改性處理後，可改善橡膠的氣密性、定伸引力、耐磨性、防腐性、耐天候性、耐化學藥品性，尤其使橡膠的強度、伸長率等性能大幅度提高，可替代白炭黑。改性膨潤土填料的優點是：較炭黑、白炭黑更易與橡膠混合，並能促進其他助劑的分散，顯著降低混合能耗，縮短硫化焦燒時間。解決好膨潤土在橡膠中的填充量問題，是取得研究進展的關鍵。
滑石
滑石粉是水合硅酸鎂的片狀結晶，在橡膠中加入滑石粉，使擠出產品表面光滑。改性滑石粉是一種用硅烷處理過表面的超細片層結構，硅烷一端和滑石粉表面化學結合，另一端可參與硫化反應。經噴射碾磨，這種物理形態可以很好地平衡補強性和加工性，硫化膠的模量和抗壓縮性等物理機械性能得到顯著提高。
雲母
雲母粉含有多種成分，主要有SiO2，含量一般在49%左右，Al2O3含量在30%左右。人造雲母粉有幹磨法和溼磨法兩種，作為橡膠補強填料的主要是溼磨法雲母粉，可改善橡膠的物理機械性能、阻燃性、絕緣性、光澤等方面的性能，可用於特種橡膠製品。
碳酸鈣
碳酸鹽類無機補強填料主要為納米級碳酸鈣和改性碳酸鈣。碳酸鈣作為增量填料(增大體積、降低成本)在橡膠中被廣泛應用。目前，碳酸鈣的粒徑已能粉碎到小於40nm。納米碳酸鈣大量填充在橡膠製品中，可以增加產品的體積，從而節約昂貴的天然橡膠及合成橡膠，降低橡膠製品的成本；用硬脂酸及其鹽類對納米碳酸鈣進行表面改性處理，可以改善其在橡膠中的分散性，增加橡膠和鈣粒子表面的溼潤度。進而大幅度提高其對橡膠的補強性能。這類經表面改性處理的納米碳酸鈣。其補強性能可與白炭黑媲美。
此外，還有煤矸石粉、海泡石粉、長石粉等。煤矸石粉為氧化硅和氧化鎂的混合物，類似於高嶺土，俗稱硅鋁炭黑，易混入橡膠，分散性好，可替代部分炭黑作為補強劑使用。海泡石粉主要用於淺色橡膠製品中，性能僅次於白炭黑。長石粉用於膠乳時能防止附聚作用且不破壞皂液性質。
隨著人們對非金屬礦物特性的認識逐步深入，以及在試驗和生產應用中不斷總結和探索，非金屬礦物表面改性技術將在表面改性劑、表面改性工藝、表面改性設備等方面得到不斷的發展和突破。
此外，橡膠工業的蓬勃發展為我國礦物補強材料的進步和發展提供了機遇和挑戰, 必將推動礦物粉體改性技術和產業化進程加速發展。所有這些因素必然成為我國橡膠補強材料發展的優勢條件。非金屬礦物在我國塑料、橡膠、塗料等行業中將發揮更大的作用，發展前景將會更加廣闊。
2018年非金屬礦物粉體材料精細加工技術培訓
課程四：無機粉體在橡膠製品中的工藝與配方
橡膠製品中填充非金屬礦物粉體達到橡膠本身的30-45%，有的製品可達65%-95%以上，用於橡膠中的主要非金屬礦物材料有碳酸鈣（輕鈣、重鈣）、滑石粉、高嶺土、硅灰石、石英粉、硅藻土、雲母粉、重晶石等。
☆ 課程內容：
（1）橡膠用非金屬礦粉體的結構、選礦、超細研磨設備加工的選擇。
（2）橡膠用非金屬礦物粉體（煅燒高嶺土、滑石粉、硅灰石、水洗煅燒陶土）改性工藝、配方、改性劑及改性設備的選擇。
（3）改性非金屬礦物粉體在橡膠中的作用及性能要求。
（4）非金屬礦物粉體在橡膠工業製品中的應用及配方。
案例分析1：煅燒高嶺土用於橡膠電纜絕緣材料的配方及工藝應用要點
案例分析2：滑石粉用於橡膠製品（三元乙丙膠）配方、工藝應用要點和注意事項
案例分析3：硅灰石微細改性粉用於橡膠製品補強、增強配方及工藝應用要點
案例分析4：水洗煅燒陶土用於橡膠製品配方及工藝
☆ 授課老師：暢吉慶 所長/教授級高工 廣東暢吉慶固體廢棄物研究所
暢吉慶教授為享授國務院補貼專家，中國塑料加工工業協會無機與有機材料複合技術專家、中國線纜材料配方工藝專業委員會專家。現任廣東暢吉慶粉煤灰研究所所長，廣東鵬鵠實業有限公司總工程師。長期從事非金屬及礦物材料在橡膠中的配方及工藝研究工作。獲發明專利19項，實用型專利27項。發表論文45篇。兼職橡膠、塑料、無機粉體企業顧問67家。
培訓時間：2018年9月18-20日
培訓地點：山東淄博銀座華美達大酒店
閱讀更多 中國非金屬礦信息平臺 的文章
