隨著人們物質生活水平的不斷提高，對淺色橡膠制品的花色品種的需求量也在不斷增加.但由于受炭黑、白炭黑這些高能耗產品價格猛漲等因素的影響，在橡膠工業制品中采用的原材料品種有變化的趨勢，對無機淺色填料主要是天然無機填料的需求量迅速增大。由于對無機填料的需求急增，對新型填充材料的性能要求也隨之有所擴大。

     凹凸棒石粘土(以下簡稱凹土)是一種具有層鏈狀結構的含水富鎂硅酸鹽礦物。其晶體呈棒狀或纖狀，長0.5-0.15μm，寬0.05-0.15μm，層內貫穿孔道，表面凹凸相間布滿溝槽，因而具有較大的比表面積。凹土的礦物學組成和微觀形態特點均為其作為橡膠填充補強材料提供了可能性。

    美、日、西班牙等國都曾研究過凹土在橡膠中的應用。研究表明，通過偶聯劑改性后的凹土對橡膠具有良好的補強作用。

    1凹土改性的機理

    1.1硅烷偶聯劑的改性機理

     以KH-590為例，在橡膠填充體系中，偶聯反應可表示如下:
 
    1.2欽酸醋偶聯劑的改性機理

    以TTS為例，單烷氧基型欽酸醋偶聯劑與凹土的作用機理為:
 
2實驗部分

    2.1主要原料
    凹土:325目，安徽省嘉山縣凹凸棒石粉廠，其化學成分如下:

    硬脂酸:上?；瘜W試劑三廣
    表面改性劑:南京曙光化工廠
    硅烷系偶聯劑:KH-590 KH-550
    欽酸醋偶聯劑:NDZ-101 NDZ-3llw
2.”凹土填料的改性

    對硬脂酸，用干法改性。操作條件為溫度80~85℃，高速攪拌5-10min。
    對KH-590、KH-550、NDZ-101、NDZ-3llw型偶聯劑均采用干法改性。

    2.3橡膠加工的基本配方

    本實驗配方由安徽輪胎廠提供，天然膠70份，丁苯1500膠30份，促進劑DMI.2份，硫磺2.2份，促進劑TMTo.04份，氧化鋅5.0份，硬脂酸2.0份，防老劑AI.0份，防老劑RDI.0份，通用炭黑(N630)25份，松焦油5.5份，填充劑30份。

 2.4凹土填充橡膠的工藝過程

    2.5加工設備及測試儀器

    高速混合機GH一10A:北京塑料機械廠
    焙燒爐SXZ一4一10:上海實驗電爐廠
    硫變儀LH一1:美國孟山都公司
    邵氏硬度計:美國孟山都公司
    平板硫化機QLB400 X 400又2:美國孟山都公司
    門尼粘度計MOONEY1500:美國孟山都公司
    電子拉力計Tollsometer10:美國孟山都公司

3結果與討論

    3.1改性劑種類對膠料性能的影響

      采用完全相同的配方和操作工藝，使用不同的表面改性劑.考察其對填充膠料的物理機械性能的影響。
    從表2可見.用上述5種改性劑均可不同程度地提高填充膠的力學性能.其中又以KH一590
硅烷偶聯劑改性效果為最佳。

    3.2偶聯劑用量對膠料性能的影響

     凹土填充量以30%計填充橡膠.用KH一590作為改性劑。其用量對膠料性能的影響經試驗證明，硅烷偶聯劑KH-590用量為凹土用量的1%~2%時.綜合性能最佳。

    3.3凹土填充量對膠料性能的影響

     在KH-590用量一定的情況下(l%)，凹土用量對膠料的物性影響是:凹土填充量為30份時，其硫化膠的物性最佳，即補強性能最好。

    3.4凹土填充體系和其他體系的比較

    在相同配方和實驗條件下，對等量的改性凹土、輕鈣、陶土、白炭黑等填充膠料進行比較，結果如表3所示。

    由上表知，在填充量相同的情況下，經KH-590改性的凹土對橡膠有較好的填充效果。其補強性能優于陶土和輕鈣，略好于白炭黑。

    3.5老化性能

    填充膠經100℃又2h熱老化，又在日光下放置一個月后，測定硫化膠的抗強積老化系數，并在條件完全相同的情況下對幾種不同的填充膠進行比較表明，凹土經KH一590改性處理后，對硫化膠耐老化性能無不良影響.且老化性4能優于陶土和輕鈣。

    3.6凹土的填充工藝性能

    凹土的化學結構、吸附性能和硫化膠的力學性能都與白炭黑有相似之處，但與白炭黑相車比，凹土的混煉性較好，不飛揚.填料的混入速不度大大快于白炭黑。士
4推廣應用前景及效益預測

4.1推廣應用前景

     凹土橡膠補強劑是一種以凹土為主要原料生產的新型橡膠補強劑，通過SOot/a中試生產的凹土橡膠補強劑及其應用技術的研究，對天然及合成橡膠有很好的補強性能，在膠料中有良好的相溶性、浸潤性和分散性，膠料硫化平坦性好，在橡膠制品行業中替代炭黑或白炭黑所生產的膠管、膠帶、膠鞋等的物化性能均能達到國家標準，也可用于生產淺色或彩色橡膠制品，因此具有優化環境、降低成本等優點。

4.2效益預測

     根據不完全統計，我國每年橡膠工業需用普通炭黑30萬噸，若用凹土橡膠補強劑取代其中的3%.每年就需要1萬噸，凹土補強劑目前售價1700元/噸，則年產值為1700萬元，可創利稅374萬元。其性能不僅能達到炭黑指標.而且能降低成本(普通炭黑、白炭黑售價在4000~6000元/噸)。有較強的市場競爭能力。