橡膠填料以降低膠料成本、確保產品質量為主旨，以大劑量添加到主體材料－橡膠中；而補強劑大多以提高或滿足性能要求為使用目的，如炭黑和白炭黑；兩者之間有相似之處。橡膠補強填料綜合了橡膠填料和補強劑的優點，即以填料為原料，通過機械加工和化學改性的途徑，得到的材料在性能和使用效果方面均與使用補強劑接近，而成本則介于上述兩者之間。近年來，伴隨著發展各類橡膠制品的需要，經過改性提高的補強填料的品種和用量與日俱增，已經成為橡膠配合劑中的一個新門類。
一、傳統補強填料
1.1 炭黑
炭黑（ＣＢ）是由固態、液態或氣態烴類物質經過不完全燃燒或裂解生成的一種化工產品。炭黑作為橡膠制品的重要補強劑和填料，在于它具有提高橡膠的機械性能等作用，主要起補強、著色、導電、提高耐候性等作用，迄今已有超過１００年的歷史。長期以來，輪胎一直都是利用炭黑來進行補強的，只是到了如今，沉淀白炭黑才逐漸成為其強勁的競爭對手。為滿足加工者更高或功能化的要求，目前市場上已出現一些新的炭黑品種或改性炭黑品種，旨在提高生產效率，降低產品成本。對炭黑的應用及補強機理的研究越來越多，李艷花等從炭黑表面接枝聚合機理出發，討論了原位接枝技術在炭黑原位改性橡膠中的應用與研究，為炭黑改性橡膠提供新思路和方法。
1.2 白炭黑
在白色、淺色填料中，補強效果能接近炭黑的，僅白炭黑一個品種。白炭黑又稱水合二氧化硅、活性二氧化硅和沉淀二氧化硅，分子式ＳｉＯ２·ｎＨ２Ｏ。它是高度分散狀的無定形粉末或絮狀粉末，密度小，電絕緣性、多孔性和吸水性很高。其原始顆粒粒徑小于３μｍ，故比表面積大，因此具有很好的補強和增粘作用以及良好的分散性、懸浮性和振動液化特性。白炭黑根據制造方法大致可分為濕法白炭黑（水合硅酸）和干法白炭黑（無水硅酸）兩種。硅橡膠中干法白炭黑的用量非常大，尤其是熱硫化硅橡膠，其添加量可達４０％～５０％，但其成本較高，因此，橡膠通常使用濕法白炭黑。目前在氫化丁腈橡膠（ＨＮＢＲ）、氟橡膠（ＦＫＭ）、順丁橡膠、丁苯橡膠和異戊橡膠等中均有應用。
1.3 炭黑／白炭黑雙相填料
近年來美國卡博特公司研發出炭黑／白炭黑雙相填料，即ＣＳＤＰＦ，用不同配合量的白炭黑（占少數），如８％～２０％的白炭黑（硅含量４％～１０％）對炭黑進行表面改性，這種補強填料兼有炭黑和白炭黑性能優勢。使得橡膠的耐磨性、抗濕滑性明顯提高，而且很好地平衡輪胎的滾動阻力、磨耗行為和抗濕滑性。
二、新型補強填料
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，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。
硅酸鹽類無機補強填料
高嶺土及改性高嶺土
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，高嶺土摻入橡膠后，形成有機高聚物（橡膠，基體相）－無機物（高嶺土，
分散相）復合材料，能改善橡膠制品的物理化學性能，如力學強度、耐磨性、穩定性、耐酸堿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，橡膠制品對高嶺土的吸附性、酸堿性及顆粒粒度也有一定的要求。
高嶺土經改性后，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制品的力學性能，功能性大幅提高，所以橡膠中改性高嶺土的應用十分廣泛。
改性凹凸棒石粘土
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。由于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，可提高橡膠制品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。
改性膨潤土
膨潤土是以蒙脫石為主的含水粘土礦。膨潤土與聚合物之間的相容性差，但是經過改性處理后，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。鑒于我國膨潤土儲量十分豐富，因此改性膨潤土在國內具有十分廣闊的應用前景。張軍等以改性膨潤土補強天然橡膠，可替代高耐磨爐黑，橡膠力學性能滿足ＧＢ?。常保福梗讣夹g指標。
滑石粉及改性滑石粉
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。
云母粉
云母粉含有多種成分，主要有ＳｉＯ２，含量一般在４９％左右，Ａｌ２Ｏ３含量在３０％左右。
人造云母粉有干磨法和濕磨法兩種，作為橡膠補強填料的主要是濕磨法云母粉，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，可用于特種橡膠制品。
石棉粉及其它
石棉粉是纖維狀硅酸鹽礦物的統稱。它對橡膠有補強作用，突出的優點是隔音、隔熱、耐酸、耐堿和絕緣，也可用作隔離劑。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，類似于高嶺土，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。海泡石粉主要用于淺色橡膠制品中，性能僅次于白炭黑。長石粉用于膠乳時能防止附聚作用且不破壞皂液性質。
碳酸鹽類無機補強填料
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于４０ｎｍ。納米級碳酸鈣與橡膠基體有較強的相互作用，對橡膠的補強性能優于炭黑和白炭黑。
鄒德榮的研究表明，納米碳酸鈣可以提高室溫硫化型硅橡膠的交聯密度并改善其物理性能。如用脂肪酸對碳酸鈣改性，則在其表面形成脂肪酸鈣，能夠更均勻分散于橡膠中，橡膠與碳酸鈣顆粒表面的潤濕程度增加，從而補強效果顯著提高。
其它新型補強填料
粉煤灰型橡膠補強劑（ＸＲＦ） 粉煤灰是硅鋁為主的燒成黏土質人工火山堆的無機粉體材料，由煤粉在特定的條件下變熱、燃燒后，經過冷卻到一定的溫度得到。粉煤灰為無機填料，與高分子材料的相容性差，通過表面改性可以提高其表面活性，使其表面由親水性變為親油性，增強其與橡膠高分子之間的界面相容性。經過超細粉碎和表面改性等深加工以后，補強性能和填充量都有很大的提高。
北京化工大學研制出一種新型粉煤灰型橡膠補強劑（ＸＲＦ），以粉煤灰為主體材料，在天然橡膠和合成橡膠（丁苯橡膠、丁腈橡膠、三元乙丙橡膠和氯丁橡膠等）中的應用性能完全達到了同等替代半補強炭黑的水平。該技術對于解決粉煤灰堆積環境污染和橡膠填料工業的可持續發展問題都有重要的現實意義，具有經濟、社會和環境效益。
結論與展望
隨著汽車行業向安全、環保和節能方向發展，橡膠的補強是橡膠行業乃至高分子材料研究的一個重要課題。補強填料的應用不但可以改善橡膠性能，而且可能會賦予橡膠許多新的特性，同時便于加工，降低成本，大大提高橡膠產品的性價比。新型填料的不斷涌現為橡膠改性提供了大量的新素材，拓展了橡膠補強技術和功能橡膠材料領域的研究思路。應在橡膠補強的過程中，加強粒子與橡膠基體的作用機理的探討，拓展補強復合材料的表征和檢測手段。隨著對補強填充材料和填充技術深入的研究，必將促使橡膠工業進入一個全新的發展階段。
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