碳酸鈣具有資源廣、毒性和污染性低、白度高、填充量大和價格低等特點(diǎn) ,在橡膠工業(yè)中應(yīng)用廣泛 ,是橡膠制品主要的淺色填料。

碳酸鈣又分為重質(zhì)碳酸鈣、輕質(zhì)碳酸鈣、納米碳酸鈣及改性碳酸鈣等，不同的碳酸鈣產(chǎn)品在橡膠制品中所起的作用各不相同，因而其應(yīng)用領(lǐng)域也略有差別。

    重質(zhì)碳酸鈣是常用的粉狀無機(jī)填料，具有純度高、惰性大、穩(wěn)定性好、白度高、吸油率和折射率低、分散性好等特點(diǎn)，在橡膠制品中補(bǔ)強(qiáng)效果差，主要起填充作用。在天然橡膠、合成橡膠和膠乳中起填充、增容作用，可使膠料堅(jiān)挺，在膠料中易分散，也可用作隔離劑或脫模劑，白度高于90%的也可用作增白劑。

     重質(zhì)碳酸鈣硫化膠的力學(xué)性能不及輕質(zhì)碳酸鈣和改性碳酸鈣硫化膠性能好，其硫化膠耐磨性和定伸應(yīng)力也比不上炭黑、陶土或硅酸鹽硫化膠。并且重質(zhì)碳酸鈣粒子的粒徑過大還會導(dǎo)致硫化膠的物理機(jī)械性能顯著下降。但是其生產(chǎn)成本較低，在橡膠中與其他補(bǔ)強(qiáng)劑或填充劑一起使用能夠調(diào)整硫化膠的性能并且降低生產(chǎn)成本。

重質(zhì)碳酸鈣廣泛用作天然橡膠、丁苯橡膠、膠乳等的惰性填充劑，適用于制造鞋跟、鞋底、地板、膠管、發(fā)泡制品、模制品和壓出制品等。

     輕質(zhì)碳酸鈣粉體具有顆粒形狀規(guī)則、粒度分布較窄、粒徑較小等特點(diǎn)。在橡膠制品中主要用作白色或淺色橡膠的補(bǔ)強(qiáng)填充劑。

    輕質(zhì)碳酸鈣具有半補(bǔ)強(qiáng)性，能提高硫化膠的拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度以及耐磨性能，且在高填充下不會導(dǎo)致過高的定伸應(yīng)力，在膠料中易分散、不影響硫化。填充輕質(zhì)碳酸鈣的硫化膠物理機(jī)械性能略高于填充重質(zhì)碳酸鈣的硫化膠。

    輕質(zhì)碳酸鈣在天然橡膠和合成橡膠膠料中用量很大。在天然橡膠輪胎胎面膠中用量可達(dá)30份，簾布膠中可達(dá)50份，內(nèi)胎膠中可達(dá)60份；膠管中用量可達(dá)50份，膠帶中可達(dá)20份；膠鞋中可達(dá)50份等。在天然橡膠熱水袋膠中用量達(dá)75份，在氯丁橡膠印刷膠輥中用量為20份。

    納米碳酸鈣粉體與普通碳酸鈣粉體相比，具有小尺寸效應(yīng)和表面效應(yīng)，能夠產(chǎn)生普通碳酸鈣不具備的優(yōu)異性能，在橡膠制品中主要起補(bǔ)強(qiáng)、填充、調(diào)色的作用。

    納米碳酸鈣活性高，補(bǔ)強(qiáng)性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于輕質(zhì)碳酸鈣，與沉淀法白炭黑相當(dāng)。納米碳酸鈣在橡膠中有良好的分散性和相容性，可使橡膠易混煉、易分散、能改善膠料的加工性能，提高制品的力學(xué)性能。同時納米碳酸鈣具有空間立體結(jié)構(gòu)，粒子形態(tài)多樣，研究發(fā)現(xiàn)不同晶型的納米碳酸鈣對橡膠的補(bǔ)強(qiáng)效果不一，其中以連鎖狀納米碳酸鈣對橡膠的補(bǔ)強(qiáng)效果最好。

    值得注意的是，它不但可以作為補(bǔ)強(qiáng)填充劑單獨(dú)使用，而且可根據(jù)生產(chǎn)需求與其他填充劑配合使用，不但可以達(dá)到補(bǔ)強(qiáng)、填充、改善加工工藝和提高制品性能的作用，還具有增白作用并部分取代白炭黑、鈦白粉等價格昂貴的白色填料。

    橡膠行業(yè)也是納米碳酸鈣的主要應(yīng)用領(lǐng)域之一，主要應(yīng)用于力車輪胎胎內(nèi)膠和外胎、汽車輪胎內(nèi)胎和外胎特殊部位、膠帶膠管、膠鞋、膠布中。適用于NR、BR、SBR等橡膠體系。

納米碳酸鈣產(chǎn)品應(yīng)用于橡膠中對其鹽酸不溶物、重金屬含量和pH值等方面指標(biāo)要求不高。

    改性碳酸鈣又稱為活性碳酸鈣，是使用表面改性劑對輕質(zhì)碳酸鈣、納米碳酸鈣進(jìn)行表面改性而制得。經(jīng)改性后的碳酸鈣和改性前相比一般具有粒徑小、吸油值低、分散性好、補(bǔ)強(qiáng)性好等特點(diǎn)。

改性碳酸鈣的補(bǔ)強(qiáng)性能要遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于未改性碳酸鈣，其補(bǔ)強(qiáng)性主要是由于表面改性劑是具有兩親基團(tuán)的有機(jī)物，即具有親水基團(tuán)和親油基團(tuán)，表面改性劑通過兩個基團(tuán)將碳酸鈣和橡膠緊密結(jié)合在一起，這有利于提高橡膠的物理機(jī)械性能，改善加工性能，并提高制品的延伸性、拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度等性能。

填充碳酸鈣硫化膠拉伸斷面SEM

碳酸鈣填充硫化膠切割面SEM

改性碳酸鈣主要應(yīng)用于輪胎、膠管、膠帶、油封和汽車配件等橡膠制品中，適用于NR、NBR、SBR等橡膠。