高岭土填料对橡胶力学性能的影响

目前合成橡胶用到的主要填料有炭黑、白炭黑、硅酸盐、碳酸盐、金属化合物等。随着环保要求的提高，炭黑和白炭黑制作成本一直在提高。寻求炭黑和白炭黑的替代材料，是橡胶行业发展的重要方向。

我国高岭土矿产资源丰富，已探明267处矿产地，探明储量29.10亿t；生产成本低，制备流程简单。天然橡胶具有优良物理化学特性，用高岭土填充天然橡胶，生产更多的橡胶产品，可以更好地开发利用国内资源，有利于天然橡胶的利用价值最大化。

研究人员以高岭土作为橡胶填料，研究了高岭土补强橡胶复合材料的力学性能。实验结果表明：

（1）随着高岭土填料增加，橡胶试样的邵尔A硬度升高，抗拉强度、100%定伸应力和200%定伸应力降低，回弹率降低；高岭土在90份时，橡胶密度达到极大值；高岭土在50份时，撕裂强度达到极大值。同时，回弹性能降低后依旧有较高的回弹率，有很高的开发和利用价值。

（2）高岭土补强后的橡胶邵尔A硬度值最大为52度，对比在炭黑-白炭黑对天然橡胶复合材料的研究和用炭黑补强天然橡胶研究中发现的橡胶硬度为60~70，高岭土填充天然橡胶硬度相对于白炭黑和炭黑较低。

（3）在用白炭黑补强丁苯橡胶的研究中，撕裂强度在30~36 kN/m；抗拉强度在14.7~15.8 MPa；100%定伸应力为1.1~3.7 MPa。通过对比发现，高岭土补强后的天然橡胶撕裂强度接近，抗拉强度和100%定伸应力则远高于白炭黑补强的丁苯橡胶。

（4）在用白炭黑补强天然橡胶的研究中发现回弹率在46%~48%；在白炭黑补强丁苯橡胶中回弹率在38%~42%；在炭黑补强天然橡胶的研究中回弹率在49%~58%。经过对比发现，即便是在高岭土为110份时，补强后的橡胶仍然具有较高的弹性，回弹率达到64%。通过高岭土填补橡胶能够提升橡胶的回弹性能，可以为工业领域提供更多的高弹性橡胶制品。