橡胶补强填充剂概览
4补强与填充剂
补强与填充剂1、基本概念补强剂：指能提高橡胶制品物理机械性能的填料。
填充剂：指能增加橡胶制品的容积，降低含胶率，降低成本的填料。
2、填料的分类按作用分：补强剂、填充剂按颜色分：黑色填料、非黑色填料按来源分：有机填料、无机填料按形状分：粒状填料、树脂填料、纤维填料第一节炭黑的品种和分类炭黑品种有40多种。
按作用分：硬质炭黑（粒径40nm以下，补强性高）；软质炭黑（粒径40nm以上，补强性低）。
按制法分：槽法炭黑、炉法炭黑、热裂法炭黑、新工艺炭黑一、接触法炭黑（槽黑，呈酸性，补强性大，属硬质炭黑）以冷却的金属成非金属为接触面，从原料气的火焰中将烟气冷却收集而成。
主要品种：（1）天然气槽黑（以天然气为原料）PH较低。
易混槽黑EPC，ASTM标号为S300可混槽黑MPC，ASTM标号为S301（2）混气炭黑（3）辊筒炭黑（4）导电槽法炭黑CC，粒子粗，电阻很小。
基本性质：（1）粒子较细（粒径范围30nm左右，）对NR的补强作用大，强伸性能、抗撕裂性能和抗割性能好，（2）含氧量高（带有较多的含氧基团）呈酸性，迟延硫化作用，因酸性助剂对促进剂有吸附作用，（3）主要用于NR中，制胎胎面胶，合成胶中少用。
二、油基炉法炭黑（碱性，具高补强性，硬质炭黑）也称油炉黑或炉黑，是以原料油为原料。
在特制的炉中进行燃烧，然后将烟气经喷水冷却而得，（因吸收了水中的盐类，呈碱性）主要品种：（1）超耐磨炭黑SAF（supper abrasion furnace black），ASTM标号为N110 粒子细，补强效果好，但不易分散，工艺性能差。
（2）中超耐磨炉黑ISAF（Intermediate super abrasion furnace black），ASTM标号为N220高结构中超耐磨炉黑HS-ISAF，ASTM标号为N242低结构中超耐磨炉黑LS-ISAF，ASTM标号为N219（3）高耐磨炉黑HAF（High abrasion furnace black），ASTM标号为N330 高结构高耐磨炉黑HS-HAF，ASTM标号为N347低结构高耐磨炉黑LS-HAF，ASTM标号为N326基本性质①粒子细，为高补强性的硬度炭黑，②对合成橡胶很适用（对NR也适用）③含水量氧量少，呈碱性，起促进硫化的作用④广泛用于要求耐磨性好的制品，如轮胎胎面胶三、气基炉法炭黑（瓦斯炉法炭黑，补强性小，称为软质炭黑）以天然气及一定比例空气在炉内进行不完全燃烧而得。
橡胶补强填充剂
橡胶补强剂也可以叫做橡胶补强填充剂，是一种能提高橡胶制品强度的配合剂，用以提高橡胶制品强度的物质，加入生橡胶经硫化后，能增加硫化橡胶的拉伸强度、硬度、耐磨耗和耐屈挠等性能。
下面由橡胶补强填充剂厂家恒力特新材料为您介绍下它的主要作用，希望对您有所帮助。
橡胶补强剂具有化学物理性质稳定、硬度高、耐酸碱、耐高温、介电性能优异等特点，广泛应用于橡胶、硅橡胶、油漆、涂料、陶瓷、胶黏剂、电焊条、电工绝缘材料等多种行业和制品中。
目前该产品已经成熟运用于橡胶、塑料、油漆、涂料及胶黏剂等行业和制品中，并取得良好的使用效果。
该产品能够明显增强对橡胶或塑料制品的补强效果。
根据有关部门的检测证明：该产品对橡胶制品具有一定的补强作用，可以部分代替白炭黑。
这样在橡胶制品的胶料配方中就可以完全替代其他传统无机填充剂(如陶土、普通硅粉、碳钙等)，兼作橡胶补强剂和填充剂，从而减少胶料配方中炭黑等高价原材料的用量，降低橡胶制品的生产成本，并且可使制成品性能得以改善和提高。
恒力特新材料是集科技研发、生产、销售为一体的高新技术企业，是国内和华东地区橡胶助剂骨干企业，恒力特牌橡胶防老剂8PPD-35、BLE、BLE-W、BLE-C、SP、SP-C、AW、DFC-34等系列，抗疲劳剂PL-600、橡胶耐磨剂SL-A、橡胶助剂EVR、抗热氧剂RW、阻燃剂、橡胶粘合剂HLT-301、HLT-501系列，橡胶促进剂DTDM、DBM系列，橡胶补强剂FH、FHT系列，都得到了轮胎、胶带、胶管及橡胶制品企业的认可。
公司坐落在安徽阜阳颍州经济开发区，生产工艺先进，检测仪器齐全，产品性能稳定，本着“和谐、诚信、奋进”的企业精神，遵循以“过硬的产品、更好的服务”为宗旨，以更好的性价比为橡胶制品行业提供更多、更优的选择。
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橡胶补强填充剂概览
橡胶补强填充剂概览0 前言用炭黑作为补强材料，已经伴随着橡胶工业，特别是轮胎工业经历了一个多世纪。
近年来，聚合物复合材料的蓬勃发展和橡胶原材料市场的剧烈竞争，以及人们对浅色橡胶制品花色品种不断提升的需求，促使填充剂的使用范围日益扩大，发展极其迅速。
因此，增加填充剂的品种和来源，控制填充剂的质量，提高填充剂的性能，具有非常重要的意义。
1 概述1.1xx炭黑是一种用途广泛的化工产品，可用于橡胶、树脂、印刷油墨、涂料、电线电缆、电池、纸张、铅笔、颜料等产品。
炭黑最主要的用途是用于制造轮胎及各种橡胶制品。
全球炭黑约有70%用于轮胎，20%用于其他橡胶制品，其余不到10%用于塑料添加剂、染料、印刷油墨等工业。
而在橡胶制品的分额中，一半用于制造汽车零部件，如V 带和减震橡胶等。
因此，大约有80%的炭黑是消耗在汽车工业上的。
从总体上讲，世界炭黑工业已进入成熟期，其生产技术主要朝着单炉能力/ 规模、炭黑产品专用化、综合节能降耗和环保安全等几个方向发展。
(1) 高性能和低滞后损失xx 为了适应轮胎产品的发展，特别是高性能轮胎和绿色轮胎的需求，国外各大炭黑公司开发了许多高性能和低滞后损失炭黑新品种。
所谓高性能炭黑，其共同的特征是：粒径小、结构适宜、聚集体分布尺寸较窄、表面活性高。
而低滞后损失炭黑共同的特征是：结构高、聚集体尺寸分布较宽、表面活性高。
其中，有些开发较早的品种，如N134和N358已经纳入ASTMD1765标准，并已被轮胎厂广泛采用。
近几年研究开发的新品种，既未纳入ASTM标准，也未公布其化学指标，只有部分产品在生产厂家的产品目录中，可以看到其应用性能方面的说明，这些新品种目前正在推广应用。
(2) 纳米结构xx低滞后损失炭黑是开发的重点，这是由炭黑的下游产业——轮胎工业开发“绿色轮胎”的发展趋势所决定的。
只要炭黑企业和轮胎企业紧密合作，低滞后损失炭黑将进入规模化应用阶段。
纳米级炭黑用经过改进的炉法工艺制造。
橡胶补强与填充
橡胶的补强与填充
橡胶的补强是指提高橡胶的拉伸强度、撕裂强度及耐磨耗性能。
补强在橡胶制品加工中十分重要，许多生胶，特别是非自补强性合成橡胶，如果不通过填充炭黑、白炭黑等予以补强，便没有实用价值。
补强剂与填充剂并无无明显界限。
补强通过填充实现，凡能提高橡胶物理力学性能的填充剂称补强剂，又称活性填充剂。
凡在胶料中主要起增加容积、降低成本作用的称填充剂或增容剂。
填料在橡胶工业中用量很大，其中尤以炭黑为甚，炭黑是橡胶工业中最重要的补强性填充剂，炭黑耗量约占橡胶耗量的50%左右。
炭黑的补强效果极佳，下表给出炭黑对几种重要橡胶材料拉伸强度的补强效果，可以看出，对于一些合成橡胶如SBR、NBR、EPDM等，炭黑的补强倍率达到8～10倍。
另外炭黑还具有优异耐磨性，特别适于制作轮胎胎面胶。
除炭黑外，常用的补强剂还有白炭黑（水合二氧化硅SiO
2·nH
2
O、硅酸盐类）
和某些超细无机填料。
白炭黑的补强效果仅次于炭黑，故称白炭黑。
由于其色泽浅，故广泛用于白色和浅色橡胶制品。
橡胶制品中常用的填充剂有碳酸钙、陶土、滑石粉、硅铝炭黑等。
天然橡胶补强用富含Si02的填料
但 还必须 考 虑 生 产 成本 。 因此 ， 所用 Ｐ Ｓ采 用 ４ 种 方法 制 备 。为 了保持 低成 本 ， 其 中 ２种 方法 是 不 经研磨 直 接使 用 。其 他 ２种 Ｐ Ｓ采用 研 磨方 法
本 研究使 用 的橡 胶配 方见表 １ 所示 。Ｓ ＴＲ一
５ Ｌ品级 ＮＲ、 氧化锌 、 硬脂酸 、 Ｎ － （ １ ， ３ 一 二 甲基 丁 基） 一 Ｎ ｒ ＿ 苯基 一 对 苯 二胺 （ ６ Ｐ Ｐ Ｄ ） 、 Ｎ一 特 丁 基一 ２ 一 苯 并
噻唑次磺 酰胺 （ Ｔ Ｂ Ｂ Ｓ ） 和 硫黄都从 Ｓ ａ ｋ ｄ ａ ｒ ｏ ｏ ｎ ｇ ｒ ｅ —
本 文 的 目的是研 究 用 富含 Ｓ ｉ Ｏ 的填 料——
Ｐ Ｓ （ ＜３ ８ ） ： 将原料 Ｐ Ｓ用 ４ ０ ０目的筛 子 过 筛
５ ０ ｍｉ ｎ ， 得到 直径／ 宽度小 于 ３ ８ ＃ ｍ 的粒 子 。
Ｐ Ｓ （ ＜１ ０ ６ ） ： 将 原料 Ｐ Ｓ用 １ ４ ０ 目筛 子 过 筛
Ｐ Ｓ （ Ｂ Ｍ） ： 将原料 Ｐ Ｓ用 湿 球磨 机 研 磨 ７ ２ ｈ 。
悬 浮液在 ４ ０ ０目的筛 子上 过 滤 ， 然后在 ７ Ｏ ℃的烘 箱 中干燥 。使 用前 ， 将所得 Ｐ Ｓ用 振 动 杯 研 磨 机
研磨 ３ ０ ｓ 。
表 １ 胶 料 配方
配 合 剂 份
除 了其 价格低 廉 、 在 泰 国易 获取外 ， 其 主要化 学成
ｕ ｎ ｇ ｋ ｉ ｊ 有 限公 司 购 买 。Ｐ Ｓ由 Ｓ ｉ ａ ｍｅ ｓ ｅ Ｍｅ ｒ ｃ ｈ ａ ｎ —
橡胶补强体系
7、对热性能的影响 炭黑对胶料耐热性影响不是很大，随炭黑用量增多，耐 热性稍有提高。
炭黑粒径小，表面活性高，用量大，胶料的耐寒性变差。 炭黑粒径小，结构度高，用量大，胶料导热系数增大，传 热加快。
8、对耐油性的影响
2、白炭黑的结构
微观结构：球形原生粒子。 气相法白炭黑内部结构为排列紧密的三维网状结构硅酸； 沉淀法白炭黑的结构为二维、三维结构的硅酸。 一次结构：聚集体结构（多个原生粒子聚集在一起） 二次结构：由聚集体通过氢键吸附在一起的附聚体。
微观结构
一次结构
二次结构
结构度：白炭黑聚集体表面链枝状结构的发达程度，即链枝
纯胶硬度+1/3 ×炭黑份数 纯胶硬度+1/4 ×炭黑份数
4、对耐磨性的影响
炭黑粒径小，表面活性大，分散性好，胶料耐磨性好； 结构度对耐磨性影响较复杂，说法不一。 炭黑的用量对胶料耐磨性存在一最佳用量。
5、对弹性的影响
粒径小、结构度高、表面活性大，用量大，胶料的弹性 差。其中炭黑用量影响最大。
6、对拉断伸长率的影响
carbon black）
高岭土（kaolin） ……
颗粒状
炭黑、白炭黑、无机填料
纤维状
短纤维、石棉、碳纤维
按形态分类
按性质分类 有机填料
炭黑、短纤维、木质素、 果壳粉、胶粉等
无机填料
白炭黑、陶土、碳酸钙、高 岭土、硅铝炭黑等
第二节 炭黑
一、炭黑（carbon black）的定义 由许多烃类物质（固态、液态或 气态）经不完全燃烧或裂解生成的具 有高度分散性的黑色粉末物质，主要 由碳元素组成，是近乎球形的胶体粒 子，而这些粒子大都熔结成形状不规 则的聚集体（aggregate）。
橡胶材料补强配方-填料系(多孔粉石英)
橡胶材料补强配方-填料系（多孔粉石英）1、填料及其作用组成填充补强体系的配合剂统称为填料，是橡胶工业的主要原料之一，属于粉体材料。
填料的用量相当大，几乎与橡胶本身用量相当。
含有填料的橡胶是一种多相材料，填料能赋予这种材料许多宝贵的性能，如大幅度提高橡胶的力学性能，使橡胶具有导电性、磁性、阻燃性、色彩等特殊性能，改善橡胶的加工工艺性能以及降低橡胶制品的成本等。
2、填料的分类填料的种类很多，按其在橡胶中的主要作用可分为补强性填料和增容性填料。
前者的主要作用是提高橡胶制品的硬度和机械强度，如拉伸强度、定伸应力、撕裂强度，耐磨性等，称为补强剂或活性填料，如炭黑、白炭黑、多孔粉石英等；后者的主要作用则是增加胶料容积，从而节约生胶、降低成本，称为填充剂、增容剂或惰性填料，如碳酸钙、陶土、滑石粉等。
这两类填料不能截然分开，比如被列入活性填料的多孔粉石英，这种填料属于非金属硅酸盐一类，但又具有表面活性，与炭黑、白炭黑的功能有相似之处，也有相同的功能。
经实验可以替代一部分炭黑、白炭黑。
所以这种统称填料的材料也可称为补强剂，其目的：增容、补强、降低成本。
由于生胶的类型不同，也使补强剂和填充剂之间的界限难以划分。
通常以“弹性能”（扯断功）数值的大小和变化来衡量各种填料在橡胶中的补强效果，如图所示。
由图可见炭黑、多孔粉石英在相当大的用量范围内具有较好的补强效果，常称它们为补强剂；陶土和碳酸钙等补强效果小，常称它们为填充剂。
填料也可按化学成分分类无机和有机填料。
无机填料如含硅化合物，碳酸盐类、金属氧化物等；有机填料如再生胶、硫化胶粉、木粉、短纤维等；除此之外，填料还可按外形分为粉状、纤维状、片状和树脂填料等。
3、多孔粉石英多孔粉石英属于一种火山灰沉积岩。
产品自然粒径细（0.5μm左右），颗粒分布均匀，比表面积大（8.3m2/g），外形结构近似球型无棱角状。
以电子显微镜图象看，其表面全是纳米级的介孔，平均孔径约为8.8nm（纳米）其物化性能指标如下：3.1多孔粉石英应用于橡胶多孔粉石英，是橡胶工业中新型补强剂和填充剂，它是由火山灰岩石经机械磨加工而成。
第五章填充剂与软化剂
第五章填充剂及橡胶的补强在橡胶工业中，填充剂的使用极为广泛，用量大，绝大多数的橡胶制品中都会含有大量的填充剂。
填充剂可大致分为活性填充剂和非活性填充剂。
活性填充剂又叫补强剂，它能显著提高硫化胶的耐磨性、拉伸强度、定伸应力、撕裂强度等性能，如炭黑、白炭黑等。
表5-1为炭黑对几种橡胶的补强效果。
非活性填充剂又称惰性填充剂，其主要作用是节约生胶、降低成本或改善加工工艺性能，如碳酸钙、陶土、碳酸镁、滑石粉等。
最主要的补强填充剂。
尤其是非自补强性合成橡胶如丁苯橡胶、顺丁橡胶、乙丙橡胶等，需加入炭黑才能获得满意的力学强度。
目前，炭黑的消耗量约为生胶消耗量的50%左右。
橡胶工业用炭黑点炭黑总产量的90%以上。
因此，炭黑在橡胶工业中占有重要的地位。
本章着重介绍炭黑。
第一节炭黑的分类与命名工业炭黑是由烃类经高温不完全燃烧而制得的具有高度分散性的黑色粉末。
炭黑品种繁多，可按制造方法或按用途及补强性能分类。
1、按制造方法分类按制造方法可将炭黑分为三类，即接触法炭黑、炉法炭黑和热解法炭黑。
各类的主要品种如表5-2所示。
表5－2 炭黑品种分类2、按用途及补强效果分类按用途可将炭黑分为三类，即橡胶用炭黑、色素炭黑和导电炭黑。
而橡胶用炭黑，视其补强效果又有硬质、半硬质及软质炭黑之分。
补强性能高的炭黑统称为硬质炭黑或补强型炭黑。
这种炭黑与橡胶作用的活性高。
粒子细、比表面积大。
硫化胶的强度高，且耐磨耗，常用于胎面胶及运输带覆盖胶中。
此类包括有接触法炭黑的全部品种和油炉法炭黑中的超耐磨、中超耐磨和高耐磨类炭黑等。
有中等补强性能的炭黑称为半硬质炭黑或半补强型炭黑。
这类炭黑的粒子比较大，有一定的补强效能、弹性良好，较柔软，生热量低，多用于胎面体胶、胶管夹布胶、运输带内层胶、内胎、水胎、胶鞋以及压出制品中，该类包括油炉法炭黑中的快压出，通用、半补强炭黑以及气炉半补强炭黑等品种。
补强性很弱的炭黑称为软质炭黑或非补强型炭黑。
它们的粒子粗，活性差，胶料门尼粘度低，硫化胶硬度低，因此在橡胶中可大量填充，作为优质填充剂使用。
橡胶补强体系
7、对热性能的影响 炭黑对胶料耐热性影响不是很大，随炭黑用量增多，耐 热性稍有提高。
炭黑粒径小，表面活性高，用量大，胶料的耐寒性变差。 炭黑粒径小，结构度高，用量大，胶料导热系数增大，传 热加快。
8、对耐油性的影响
炭黑粒径小，表面活性高，用量大，胶料的耐油性变好。
第三节 白炭黑对橡胶的补强
1、白炭黑的粒径
指白炭黑原生粒子平均直径，一般用比表面积反映。 气相法白炭黑粒径8～17nm，比表面积＞190m2/g 沉淀法白炭黑粒径17～28nm，比表面积70～190m2/g 白炭黑的粒径小，比表面积大是其对橡胶产生补强作用的主 要原因。
炭黑对硫化胶性能的影响
1、对拉伸强度的影响
炭黑粒径小，表面活性大，结构度高，拉伸强度高；随 炭黑用量增大，拉伸强度先增后降。
2、对撕裂强度的影响
炭黑的粒径小，撕裂强度高；粒径相同时，对结晶性橡胶，结构度低 的炭黑，撕裂强度高；对非结晶性橡胶，结构度高的炭黑，撕裂强度高； 随炭黑用量增大，撕裂强度先增后降。
炭
黑
炭黑粒子的SEM照片
二、炭黑的结构度(structural degree)
（一）炭黑的结构
1．炭黑的微观结构
炭黑微晶结构
炭黑原生粒子结构示意图 （同心取向准石墨结构）
2、炭黑的一次结构
即炭黑聚集体（aggregate），又称为基本聚熔体或原生结构，它 是炭黑的最小结构单元。形状类似葡萄串。 这种结构在橡胶的混炼及加工过程中，除小部分外，大部分被保留， 所以可视其为在橡胶中最小的分散单位，所以又称为炭黑的稳定结构。
纯胶硬度+1/3 ×炭黑份数 纯胶硬度+1/4 ×炭黑份数
橡胶材料补强配方-填料系(多孔粉石英)
橡胶材料补强配方-填料系（多孔粉石英）1、填料及其作用组成填充补强体系的配合剂统称为填料，是橡胶工业的主要原料之一，属于粉体材料。
填料的用量相当大，几乎与橡胶本身用量相当。
含有填料的橡胶是一种多相材料，填料能赋予这种材料许多宝贵的性能，如大幅度提高橡胶的力学性能，使橡胶具有导电性、磁性、阻燃性、色彩等特殊性能，改善橡胶的加工工艺性能以及降低橡胶制品的成本等。
2、填料的分类填料的种类很多，按其在橡胶中的主要作用可分为补强性填料和增容性填料。
前者的主要作用是提高橡胶制品的硬度和机械强度，如拉伸强度、定伸应力、撕裂强度，耐磨性等，称为补强剂或活性填料，如炭黑、白炭黑、多孔粉石英等；后者的主要作用则是增加胶料容积，从而节约生胶、降低成本，称为填充剂、增容剂或惰性填料，如碳酸钙、陶土、滑石粉等。
这两类填料不能截然分开，比如被列入活性填料的多孔粉石英，这种填料属于非金属硅酸盐一类，但又具有表面活性，与炭黑、白炭黑的功能有相似之处，也有相同的功能。
经实验可以替代一部分炭黑、白炭黑。
所以这种统称填料的材料也可称为补强剂，其目的：增容、补强、降低成本。
由于生胶的类型不同，也使补强剂和填充剂之间的界限难以划分。
通常以“弹性能”（扯断功）数值的大小和变化来衡量各种填料在橡胶中的补强效果，如图所示。
由图可见炭黑、多孔粉石英在相当大的用量范围内具有较好的补强效果，常称它们为补强剂；陶土和碳酸钙等补强效果小，常称它们为填充剂。
填料也可按化学成分分类无机和有机填料。
无机填料如含硅化合物，碳酸盐类、金属氧化物等；有机填料如再生胶、硫化胶粉、木粉、短纤维等；除此之外，填料还可按外形分为粉状、纤维状、片状和树脂填料等。
3、多孔粉石英多孔粉石英属于一种火山灰沉积岩。
产品自然粒径细（0.5μm左右），颗粒分布均匀，比表面积大（8.3m2/g），外形结构近似球型无棱角状。
以电子显微镜图象看，其表面全是纳米级的介孔，平均孔径约为8.8nm（纳米）其物化性能指标如下：3.1多孔粉石英应用于橡胶多孔粉石英，是橡胶工业中新型补强剂和填充剂，它是由火山灰岩石经机械磨加工而成。
橡胶填充剂8大类介绍
橡胶填充剂8大类介绍1．碳酸钙类填充剂(1)普通碳酸钙(白垩)：白色晶体或粉末，比重2.70-2.95，溶于酸而难溶于水。
在以二氧化碳饱和的水中辩解而成碳酸氢钙，加热到825℃分解为氧化钙和二氧化碳。
天然产的碳酸钙矿物有石灰石、方解石、白灭、大田石等，将它们磨成粉后叫为普通碳酸钙。
它们又有干解与湿磨之别，粒径在1.5-44微米之间，干磨者粒度大于20微米而湿磨者小于20微米。
(2)沉淀碳酸钙：用二氧化碳通入石灰水或碳酸钠溶液与石灰水发生沉淀作用生成的粉状碳酸钙，一般分为：轻质沉淀碳酸钙：比重2.50-2.60重质沉淀碳酸钙：比重2.70-2.80沉淀碳酸钙粒径为1.0-16微米，比表面积为5-25米2／克，折光率1.49，PH值10左右，不溶于水和醇，遇酸放出二氧化碳；有轻微吸湿性。
(3)活性轻质碳酸钙(白艳华)：这是一种粒子表面吸附一层脂肪酸皂的轻质碳酸钙，无味无嗅的白色粉末，比重1.99-2.01。
水分在0.5%以下，硬脂酸含量2-5%，粒径小于0.1微米，比表面积25-28米2／克，折光率1.49。
不溶于水和醇，遇酸分解放出二氧化碳，在空气中放置无化学变化，只有轻微吸湿能力。
活性比普通碳酸钙大，略具有增强作用。
2．炭黑类填充剂这类填充剂包括各种炭黑。
炭黑是以液体或气体碳氢化合物为原料，在空气不足的条件下经部分燃烧或热分解所生成的产物。
炭黑的元素组成主要是碳，只含有少数氢和氧，是具有“准石墨晶体”构造和胶体粒径范围的黑色粉状物质。
因生产工序不同，炭黑可分成多种品级，但塑料工业中常使用的有以下两种：(1)天然气槽黑：黑色粉状物质，表面比较粗糙，在空气中易吸潮。
平均粒径23-30毫微米(易混槽黑29-35亮微米，难混槽黑23-26毫微米)，比表面积130-160米2／克。
(2)混气槽黑：这是一种用煤焦油加工的油类(蒽油、萘油等)气化后和天然气混合为原料制成的炭黑。
所谓炭黑的“结构”是指炭黑聚集成串排列的趋向，这种“结构”对炭黑—聚合物系统的流变性能起重要的作用。
第三章_橡胶补强与填充体系
2．白炭黑表面的吸附作用
白炭黑表面有很强的化学吸附活性，这与 表面羟基有关。它可以和水以氢键形式结合， 形成多分子吸附层。除此之外，它还可与许 多有机小分子物质发生吸附作用。 多官能团的胺类或醇类的吸附性高于单官能 团的，所以SiO2胶料中常用乙醇胺、乙二醇、 三乙醇胺等多官能团化合物做活性剂。
（二）白炭黑对硫化胶性能的影响
三．白炭黑的表面化学性质
1．表面基团 相邻羟基（在相邻的硅原子上），它对极性物质的吸附作用十分重要； 隔离羟基，主要存在于脱除水分的白炭黑表面上。这种羟基的含量， 气相法白炭黑比沉淀法的要多，在升高温度时不易脱除；双羟基，在 一个硅原子上连有两个羟基。 白炭黑表面的基团具有一定的反应性，表面的反应包括：失水及水解反 应、与酰氯反应、与活泼氢反应、形成氢键等。
第三章 补强与填充体系
227
一．何谓补强与填充？
• 补强：在橡胶中加入一种物质后，使硫化 胶的耐磨性、抗撕裂强度、拉伸强度、模 量、抗溶胀性等性能获得较大提高的行为。 凡具有这种作用的物质称为补强剂。
• 填充：在橡胶中加入一种物质后，能够提 高橡胶的体积，降低橡胶制品的成本，改 善加工工艺性能，而又不明显影响橡胶制 品性能的行为。凡具有这种能力的物质称 之为填充剂。
偶联剂对NBR硫化胶耐磨性能的影响
• 加入偶联剂后，NBR硫化胶的耐磨性明显 提高，这是因为阿克隆磨耗主要是指磨损 磨耗，而胶料的定伸应力大，摩擦表面凸 起部分压入橡胶内的深度减小，减弱了剪 切应力，从而提高了耐磨性能
§3-8无机填充剂
一．无机填料的特点 与炭黑相比，无机填料具有以下特点： （1）来源丰富，主要来源于矿物，价格比较低； （2）多为白色或浅色，可以制造彩色橡胶制品； （3）制造能耗低，制造炭黑的能耗比无机填料高； （4）某些无机填料具有特殊功能，如阻燃性、磁性等； （5）对橡胶基本无补强性，或者补强性低。
5橡胶工艺学第四章橡胶补强与填充体系pll
对混炼吃料及分散的影响： 炭黑的粒径越细混炼越困难，吃料慢、耗 能高、生热高、分散越困难。主要是因为粒 径小，比表面积大，需要湿润的面积大。 炭黑结构对分散影响明显，高结构比低结 构的吃料慢，但分散快。
炭黑胶料混炼时间与分散程度、流变性能、 橡胶物理机械性能的关系见下图
2.比表面积（表面活性）: 单位㎡/g。 测定方法有电镜法，BET法（低温氮 吸附法），CTAB法（大分子吸附法） 和碘吸附法。只有BET法测得数据表 示总表面积，另几种数据仅表示外表 面积。
3.结构度：表明炭黑聚集体的链枝结构 的发达程度，接近于球形的结构度低， 链枝多的结构度多。采用高芳香烃油 类生产的高耐磨炉黑有较高的结构度。 结构度的测定有电镜法及图像分析法， 吸油值法，视比容法及水银压入法等。
第三节 炭黑对橡胶加工性能的 影响
一.炭黑的结构与包容橡胶
包容胶是在炭黑聚集体链枝状结构中屏蔽的那部 分橡胶，又称为吸留橡胶，见示意图3-4.C形代表炭 黑聚集体的刚性体，交叉线代表橡胶；屏蔽在C形窝 中的橡胶为包容胶。
• 包容胶的测算 Medalia经验公式
二.炭黑的性质对混炼过程及混炼胶的 影响
38
一.炭黑结合胶及影响因素
• 炭黑结合胶概念 • 结合胶生成原因 • 影响结合胶因素
（1）比表面积 （2）混炼薄通次数 （3）温度 （4）橡胶性质 （5）陈化时间
• 二.炭黑性质对硫化胶一般技术性能的影响 • 三.炭黑性质对硫化胶动态性能的影响 • 四.炭黑性质对硫化胶导电性能的影响
第五节 炭黑的补强机理
炭黑对橡胶的补强效果
胶种
SBR NBR EPDM BR NR
未补强 的拉伸强度
/MPa 2.5-3.5
云母和滑石粉是橡胶中使用的补强填料的例子
云母和滑石粉是橡胶中使用的补强填料的例子橡胶是一种重要的工程材料，广泛应用于汽车、建筑、电子、家电等领域。
为了提高橡胶的力学性能、热稳定性和耐磨性，常常需要在橡胶中添加补强填料。
云母和滑石粉就是橡胶中常用的补强填料之一、下面将分别介绍云母和滑石粉在橡胶中的应用。
首先，云母是由层状矽酸盐矿物组成的矿石，常见的主要成分是硅酸铝钠，还包含一些镁、铁、钙等元素。
云母可以分为白云母、黄云母等不同种类。
云母具有低密度、高强度、耐高温、耐腐蚀、绝缘性能好等优点，在橡胶中添加云母可以提高橡胶的力学性能和耐热性能。
在橡胶中添加云母的主要作用是增加橡胶的硬度和强度。
云母的层状结构使得其在橡胶中起到类似纤维增强作用，可以增加橡胶的强度。
同时，云母具有较高的硬度，可以提高橡胶的硬度，使其具有更好的耐切割和耐磨性。
此外，云母具有较好的耐高温性能，可以提高橡胶的耐热性，使其在高温环境下依然具有良好的性能。
其次，滑石粉是一种由主要成分为镁、硅酸盐的矿物，具有较好的耐高温性能、绝缘性能和耐腐蚀性能。
滑石粉可以分为天然滑石和人工滑石两种。
天然滑石的主要成分是镁硅酸盐，人工滑石一般指经过研磨和处理的滑石粉末。
在橡胶中添加滑石粉可以起到多种作用。
首先，滑石粉具有良好的润滑性能，能够减少橡胶的黏性，提高橡胶的加工性能。
其次，滑石粉具有较好的绝缘性能，可以提高橡胶制品的绝缘性能，使其在电气领域中得到广泛应用。
此外，滑石粉具有较好的耐高温性能和耐腐蚀性能，可以提高橡胶制品的耐高温性和耐腐蚀性，延长橡胶制品的使用寿命。
然而，云母和滑石粉在橡胶中的应用也存在一些问题。
首先，云母和滑石粉的毒性需要考虑，过高的添加量可能对环境和人体健康造成影响。
其次，云母和滑石粉的添加对橡胶的性能有一定的影响，可能会使橡胶的其它性能发生改变。
因此，在橡胶中应用云母和滑石粉时需要进行合适的控制和调整，以获得最佳的性能。
综上所述，云母和滑石粉是橡胶中常用的补强填料。
云母和滑石粉是橡胶中使用的补强填料的例子
云母和滑石粉是橡胶中使用的补强填料的例子云母是一种具有层状结构的矿物，主要包括硅酸铝钾、铝镁铁等成分。
它具有优异的物理和化学性质，因此被广泛应用于橡胶工业中。
云母的层间结构使其具有优异的薄片状特点，可以有效地改善橡胶的机械强度、耐热性和耐磨性。
云母还具有很好的增韧性和抗折性，能够增加橡胶制品的强度和硬度。
云母在橡胶中的应用主要有两种形式，一种是以氧化铝为主要成分的云母粉体，另一种是以云母纤维为主要成分的云母纤维素。
云母粉体主要用于增强硫化橡胶的力学性能，改善制品的抗拉强度、弹性模量和硬度。
云母纤维素则主要用于增强硫化橡胶的抗撕裂性能和耐热性能，使橡胶制品具有更好的抗裂能力和耐用性。
云母粉体在橡胶中的应用可以通过填充增强或粒子复合两种方式进行。
填充增强是将云母粉体加入到橡胶中作为填充剂，通过填充效应来增强橡胶的力学性能。
云母粉体具有较高的比表面积和较好的相容性，能够与橡胶基体良好地相互作用，提高橡胶的力学强度和耐磨性。
粒子复合是将云母粉体与橡胶基体形成复合材料的一种方式，通过云母粉体与橡胶基体之间的互相作用来改善橡胶的物理和力学性能。
云母粉体可以通过改变其加入量和分布来调节橡胶的性能，例如，适量的云母粉体能够提高橡胶的硬度和强度，而过多的云母粉体则可能导致橡胶的延展性和弯曲性变差。
滑石粉是一种由氢氧化镁和氢氧化铝组成的矿石，具有较好的耐热性、耐磨性和电绝缘性能。
滑石粉在橡胶中的应用主要是通过填充增强的方式进行，类似于云母粉体的应用。
滑石粉的细小颗粒结构使其能够填充在橡胶基体中，提高橡胶的机械强度和耐磨性。
滑石粉还具有很好的吸湿性和抗裂性能，能够增加橡胶制品的耐用性和耐候性。
同时，滑石粉的高熔点和低导热系数使其具有优异的耐热性能，在高温环境下仍能保持较好的物理和力学性能。
总之，云母和滑石粉是橡胶中常用的补强填料。
它们能够提高橡胶的力学性能、耐热性能和耐磨性能，使橡胶制品具有更好的强度、耐用性和耐候性。
橡胶填料介绍
橡胶填料橡胶工业大量使用填料作配合剂，其用量仅次于橡胶耗用量。
补强填料用于橡胶，不仅能提高橡胶制品的强度，而且能改善胶料的加工性能，并赋予制品良好的耐磨耗、耐撕裂、耐热、耐寒、耐油等多种性能，可延长制品的使用寿命。
非补强填料用于橡胶，主要起填充增容作用，某些品种也兼有隔离、脱模或着色的作用。
1、橡胶产品对填料的要求一般要求(1)补强填料粒子表面要有强的化学活性，能与橡胶产生良好的结合，能改善硫化胶的力学性能、耐老化性能和粘合性能。
非补强填料粒子表面呈化学惰性，和橡胶不产生化学结合，不影响硫化胶的力学性能及耐候性、耐酸碱性和耐水性。
(2)有较高的化学纯度，细度要均匀，对橡胶有良好的湿润性和分散性。
(3)不易挥发，无臭、无味、无毒，有较好的贮存稳定性。
(4)用于白色、浅色和彩色橡胶制品的填料，还要求不污染，不变色。
(5)价廉易得。
2、性能要求(1)细度：一般说，补强填料颗粒越细，比表面积越大，和橡胶接触面积也越大，补强效果越好。
非补强填料颗粒越细，加入橡胶后混炼效果越好。
但必须分散均匀，如分散不均匀，即使颗粒很细，混炼效果亦不好。
(2)颗粒形状与晶型：填料颗粒形状以球形较好，片形或针形填料在硫化胶拉伸时容易产生定向排列，导致永久变形增大，抗撕裂性能降低。
补强填料中炭黑和白炭黑为无定形，其他填料也有结晶型的。
比如硅微粉虽与白炭黑化学成分均为二氧化硅，但前者为结晶型，后者为无定型。
结晶型填料又分为异轴结晶和等轴结晶两种。
同轴结晶x、y、z三轴相似，各向同性。
异轴结晶x、y、z三轴有显著差异，各向异性在常用非金属矿物填料中，陶土、石墨、硅藻土属异轴结晶系。
碳酸钙为等轴结晶系。
要求耐磨和耐撕裂性能好的橡胶制品，不宜用异轴结晶系物质作补强填料。
(3)表面性质：粉体填料混入橡胶，其粒子被橡胶分子包围，粒子表面被橡胶湿润的程度对补强效能有很大影响。
不易湿润的颗粒，在橡胶中不易分散，容易结团，降低其补强效能。
这种状况可以通过添加某些有助于增加湿润的物质得以改善。
橡胶补强填充剂概览
7.00 7.00 7.00 5.38
1.80 6.19
T160
1.80 1.80
6.19 5.38
D150-2MB
1.80 5.38 T160-2MB
1.80 7.91
1.80 1.80 1.80 1.80 1.80 1.80 1.80
7.91 7.03 7.03 7.91 7.91 6.19 6.19
＊ 采用CSDPF2000，可提高载重汽车轮胎胎面与公路路面的摩擦系 数，进而提高轮胎的湿路面防滑性能；而CSDPF4000的高白炭黑 覆盖率可以减少微弹性流体力学润滑，有利于提高轿车轮胎胎面 的湿路面防滑性能。
种类介绍----其它填充剂
（1）改性高岭土
（9）海泡石橡胶补强剂
（2）粉煤灰型橡胶补强剂（XRF）（10）碳酸镁
资源
用途
recipe 1026 1316 1326 1336
C/B
R230 R113-1MB R113-2MB
R113 R100
商业 名称 N375 N234 N234 N234 N330
份数
77 60 25 72 58.4
比重 g/㎝3 1.80 1.80 1.80 1.80 1.80
单价 ￥/kg 7.00 7.94 7.94 7.94 7.91
轿车轮胎用填充剂
（1）滚动阻力（RR）
轿车轮胎胎面胶一般采用高填充量的白炭黑/硅烷补强体系。配 方的进一步优化，基本取决于提高聚合物-填充剂相互作用和减少填 充剂-填充剂网络。 ➢ 添加CSDPF4000白炭黑-炭黑双相填充剂，减少了胶料的填充剂 网状结构，从而可以降低轮胎的滚动阻力。
➢ 添加CRX4210的胶料中很少产生填充剂网状结构，其配方轮胎 的滚动阻力与白炭黑配方轮胎差不多，但比炭黑配方轮胎低得多。
橡胶填充剂8大类介绍
橡胶填充剂8大类介绍1．碳酸钙类填充剂(1)普通碳酸钙(白垩)：白色晶体或粉末，比重2.70-2.95，溶于酸而难溶于水。
在以二氧化碳饱和的水中辩解而成碳酸氢钙，加热到825℃分解为氧化钙和二氧化碳。
天然产的碳酸钙矿物有石灰石、方解石、白灭、大田石等，将它们磨成粉后叫为普通碳酸钙。
它们又有干解与湿磨之别，粒径在1.5-44微米之间，干磨者粒度大于20微米而湿磨者小于20微米。
(2)沉淀碳酸钙：用二氧化碳通入石灰水或碳酸钠溶液与石灰水发生沉淀作用生成的粉状碳酸钙，一般分为：轻质沉淀碳酸钙：比重2.50-2.60重质沉淀碳酸钙：比重2.70-2.80沉淀碳酸钙粒径为1.0-16微米，比表面积为5-25米2／克，折光率1.49，PH值10左右，不溶于水和醇，遇酸放出二氧化碳；有轻微吸湿性。
(3)活性轻质碳酸钙(白艳华)：这是一种粒子表面吸附一层脂肪酸皂的轻质碳酸钙，无味无嗅的白色粉末，比重1.99-2.01。
水分在0.5%以下，硬脂酸含量2-5%，粒径小于0.1微米，比表面积25-28米2／克，折光率1.49。
不溶于水和醇，遇酸分解放出二氧化碳，在空气中放置无化学变化，只有轻微吸湿能力。
活性比普通碳酸钙大，略具有增强作用。
2．炭黑类填充剂这类填充剂包括各种炭黑。
炭黑是以液体或气体碳氢化合物为原料，在空气不足的条件下经部分燃烧或热分解所生成的产物。
炭黑的元素组成主要是碳，只含有少数氢和氧，是具有“准石墨晶体”构造和胶体粒径范围的黑色粉状物质。
因生产工序不同，炭黑可分成多种品级，但塑料工业中常使用的有以下两种：(1)天然气槽黑：黑色粉状物质，表面比较粗糙，在空气中易吸潮。
平均粒径23-30毫微米(易混槽黑29-35亮微米，难混槽黑23-26毫微米)，比表面积130-160米2／克。
(2)混气槽黑：这是一种用煤焦油加工的油类(蒽油、萘油等)气化后和天然气混合为原料制成的炭黑。
所谓炭黑的“结构”是指炭黑聚集成串排列的趋向，这种“结构”对炭黑—聚合物系统的流变性能起重要的作用。
橡胶的补强和填充体系
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18
(1)表示胶料原始状态，长短不等的橡胶分子链被吸附在炭黑粒子表面上。
(2)当伸长时，这条最短的链不是断裂而是沿炭黑表面滑动，原始状态吸 附的长度用点标出，可看出滑移的长度。这时应力由多数伸直的链承担， 起应力均匀作用，缓解应力集中为补强的第一个重要因素。
结合胶比率（以 Mv=2000的为1）
1
13400
6.7
60.9
1.3
300000
150
145.0
3.2
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15
(六)陈化时间的影响
试验表明，混炼后随停放时间增加，结合胶量增加，大约一 周后趋于平衡，因为固体填料对固体橡胶大分子的吸附不象 固体填料对气体或小分子吸附那么容易，另外化学吸附部分 较慢，也需要一定时间。
(一)炭黑比表面积的影响
结合胶几乎与填料的比表面积成 正比增加，随比表面积增大，与 橡胶形成的界面积增大(当分散程 度相同情况下)，吸附表面积增大， 吸附量增大，即结合橡胶增加。
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13
(二)混炼薄 通次数的影响
在天然橡胶中试验了5种炭黑，用量50份，薄通次数从0到 50次，结果见图3—56。
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22
3．轮胎中应用 短纤维提高耐磨耗、耐刺穿、耐撕裂性的特点在工程胎 胎面胶方面很有意义。在胎面胶中掺2.5份就明显地表现出其优越性，在 胎体中、三角胶条中、胎困包布胶中应用都有一定的好处。
4．密封件应用 在耐高压的夹布密封件中、用纤维代替夹布，将大大简化 工艺，节约人力物力。
5．防水片材中应用 提高了抗刺穿、抗割裂能力。
6．减震器中应用 主要利用了短纤维胶料的吸能特点。
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橡胶补强填充剂概览0 前言用炭黑作为补强材料，已经伴随着橡胶工业，特别是轮胎工业经历了一个多世纪。
近年来，聚合物复合材料的蓬勃发展和橡胶原材料市场的剧烈竞争，以及人们对浅色橡胶制品花色品种不断提升的需求，促使填充剂的使用范围日益扩大，发展极其迅速。
因此，增加填充剂的品种和来源，控制填充剂的质量，提高填充剂的性能，具有非常重要的意义。
1 概述1.1 炭黑炭黑是一种用途广泛的化工产品，可用于橡胶、树脂、印刷油墨、涂料、电线电缆、电池、纸张、铅笔、颜料等产品。
炭黑最主要的用途是用于制造轮胎及各种橡胶制品。
全球炭黑约有70%用于轮胎，20%用于其他橡胶制品，其余不到10%用于塑料添加剂、染料、印刷油墨等工业。
而在橡胶制品的分额中，一半用于制造汽车零部件，如V带和减震橡胶等。
因此，大约有80%的炭黑是消耗在汽车工业上的。
从总体上讲，世界炭黑工业已进入成熟期，其生产技术主要朝着单炉能力/规模、炭黑产品专用化、综合节能降耗和环保安全等几个方向发展。
(1)高性能和低滞后损失炭黑为了适应轮胎产品的发展，特别是高性能轮胎和绿色轮胎的需求，国外各大炭黑公司开发了许多高性能和低滞后损失炭黑新品种。
所谓高性能炭黑，其共同的特征是：粒径小、结构适宜、聚集体分布尺寸较窄、表面活性高。
而低滞后损失炭黑共同的特征是：结构高、聚集体尺寸分布较宽、表面活性高。
其中，有些开发较早的品种，如N134和N358已经纳入ASTMD1765标准，并已被轮胎厂广泛采用。
近几年研究开发的新品种，既未纳入ASTM标准，也未公布其化学指标，只有部分产品在生产厂家的产品目录中，可以看到其应用性能方面的说明，这些新品种目前正在推广应用。
(2)纳米结构炭黑低滞后损失炭黑是开发的重点，这是由炭黑的下游产业——轮胎工业开发“绿色轮胎”的发展趋势所决定的。
只要炭黑企业和轮胎企业紧密合作，低滞后损失炭黑将进入规模化应用阶段。
纳米级炭黑用经过改进的炉法工艺制造。
与传统的ASTM炭黑相比，纳米级炭黑具有更高的表面粗糙度和更大的表面活性。
较大表面活性主要与高度无序交联的较小结晶粒子有关。
这种结晶粒子具有大量的棱边，使其成为具有特别高表面能的活性场，活性场会使炭黑与聚合物之间产生很强的机械/物理化学作用。
提高填充剂与聚合物的相互作用可降低动态变形下的滞后损失和生热。
填充52份ASTMN356炭黑和相应的E-1670纳米级炭黑的载重汽车轮胎天然橡胶胎面胶可大幅度降低滞后损失和生热，从而降低滚动阻力。
由于纳米级炭黑的DBP值较低，所以，硫化胶的300%定伸应力稍低。
(3)导电炭黑由于导电/静电特性是众多橡胶制品所要求的基本性能，因此，导电炭黑的开发前景不容忽视。
导电炭黑的开发主要沿橡胶用导电炭黑和塑料用导电炭黑两大系列方向发展。
(4)色素炭黑色素炭黑开发相对稳定，塑料用炭黑开发较为活跃。
1.2 白炭黑白炭黑又称水合二氧化硅、活性二氧化硅和沉淀二氧化硅，分子式SiO2·nH2O。
它为高度分散状的无定形粉末或絮状粉末，质轻，具有很高的电绝缘性、多孔性和吸水性。
其原始颗粒粒径小于3μm，故表面积大，具有很好的补强和增粘作用以及良好的分散、悬浮和振动液化特性，已广泛应用于塑料、橡胶、造纸、涂料、染料和油墨等十几个领域，尤其在橡胶行业，白炭黑以其优越的补强性和透明性居于首位。
但是，由于白炭黑表面存在着活性硅羟基、吸附水及由制备工艺导致其表面出现的酸区，使白炭黑呈亲水性，在有机相中难以浸润和分散，在橡胶硫化体系中不能与聚合物很好地相容，从而降低了硫化效率和补强性能，使其在某些特殊领域无法使用。
改性后的白炭黑因提高了表面活性，改善了在有机相中的分散性和相容性，从而大大拓宽了产品的应用领域，提高了白炭黑的高附加值。
白炭黑按其帝临方法可分为物理法和化学法。
用物理法制备的白炭黑产品档次不高，而橡胶行业所需的白炭黑填料通常是采用化学法生产的。
化学法可分为干法热解法(包括气相法和电弧法)和湿法，湿法按其生成特征又可分为沉淀法(包括硫酸沉淀法、盐酸沉淀法、硝酸沉淀法、二氧化碳沉淀法和水热法)和凝胶法(包括普通干燥类和气凝胶类)。
目前，国内外白炭黑的生产工艺主要有两种，一种是以四氯化硅为原料的气相法，把四氯化硅气体置于氢气、氧气流中，于高温条件下水解，制得烟雾状的二氧化硅，再使其凝结成絮状，然后分离、脱酸，制得产品。
用气相法生产的白炭黑是高纯度小粒径的高品质产品，一般用作精细填料。
但由于其原料价格高、反应流程长、生产过程能耗大、产品价格高而受到限制。
另一种是以水玻璃为原料的酸沉淀法，即由水玻璃通过酸化获得疏松、细分散、以絮状结构沉淀出来的Si2粉体。
用酸沉淀法制备白炭黑，生产工艺简单、产品成本低，但产品粒径大、活性较低、产品品质低。
欧洲轮胎厂家于1992年提出了绿色轮胎概念，所以，填充剂的开发状况开始出现变化。
通过使用特殊的聚合物和白炭黑/硅烷体系，可以获得高的湿路面牵引性能和湿路面刹车性能，通过降低滚动阻力使燃料消耗降低5%。
在欧洲的原装胎市场(OEM)上用于轿车轮胎胎面胶配方的白炭黑/硅烷填充体系已经高达80%以上。
现代冬季轮胎性能的大幅度提高主要也依赖于在胎面胶中使用了白炭黑/硅烷。
除了用白炭黑作为轿车轮胎胎面胶的主填充剂以外，将白炭黑用于胎体胶也可以进一步降低生热和滚动阻力。
通过使用专用高分散性白炭黑，再配合高结构细粒子炭黑可扩大白炭黑的用途，将它们用于载重汽车轮胎。
采用这种最佳的填充体系，可以满足载重汽车轮胎的主要性能要求，即降低轮胎的滞后损失，进而减少滚动阻力，同时，保持耐磨性能。
1.3 炭黑-白炭黑双相填充剂炭黑-白炭黑双相填充剂是用卡博特公司开发的独特技术生产的。
传统的炭黑由90%-99%碳元素组成，氧和氢是其他主要成分，而这种新型填充剂由炭黑相和分散在炭黑相中的白炭黑相构成。
其主要特点是提高了烃类弹性体中橡胶与填充剂的相互作用，降低了填充剂与填充剂的相互作用。
该填充剂可改善胶料性能，尤其是轮胎胎面胶的滞后损失与温度之间的关系，大大降低了滚动阻力，提高了牵引力，但并未降低传统炭黑的耐磨耗性能。
炭黑-白炭黑双相填充剂(CSDPF)已经以ECOBLACK TM、CRX TM2XXX系列的商品名在市场上销售，所以同时，还有CSDPF2000系列和CSDPF4000系列产品。
CSDPF2000与4000的不同之处包括白炭黑的分布、白炭黑表面覆盖率和硅含量。
CSDPF4000具有比CSDPF2000更高的白炭黑表面覆盖率和硅含量。
这种情况可以从硅含量的变化和氢氟酸(HF)抽提时的表面积变化看出来。
在HF抽提时，白炭黑被保持不变的炭黑相溶解。
从进行CSDPF的HF抽提时仍有大量白炭黑存在，表面积急剧增加这一事实可知，CSDPF2000白炭黑遍布于聚集体中。
与此相反，CSDPF4000表面积没有多大变化，且HF抽提后几乎没有留下白炭黑。
这表明，CSDPF4000聚集体。
中的白炭黑只停留在表面。
与传统炭黑和白炭黑相比，当与烃类聚合物混合时，CSDPF2000和4000均具有更高的填充剂-聚合物相互作用和更低的填充剂-填充剂相互作用。
对于填充胶料来说，弹性模量随着应变振幅减小而减小，这被称为“佩恩效应(Payne Effect)”。
主要通过填充剂-填充剂相互作用来控制的佩恩效应，通常被用作衡量填充剂网状结构的一种方法。
虽然从化学复合材料观点看，CSDPF2000和4000的性能都处于炭黑与白炭黑之间，但这里实际观察到的是，这两种新填充剂都具有最低的佩恩效应。
采用CSDPF2000，可提高载重汽车轮胎胎面与公路路面的摩擦系数，进而提高轮胎的湿路面防滑性能。
而CRX4000的高白炭黑覆盖率可以减小微弹性流体力学润滑，有利于提高轿车轮胎的湿路面防滑性能。
因此，为了提高轮胎胎面的综合性能，可在轿车轮胎胎面胶配方中使用CSDPF4000，而在载重汽车轮胎胎面胶配方中采用CSDPF2000。
1.4 其他填充剂(1)改性高岭土中外合资山西金洋煅烧高岭土有限公司对煤系高岭土进行了特殊处理后，提高了比表面积，然后，再进行表面改性处理，可大大提高橡胶的补强效果，在汽车轮胎、EPDM等橡制品胶应用中，达到甚至在某些方面超过了炭黑或白炭黑的补强性能。
(2)粉煤灰型橡胶补强剂(XRF)将从粉煤灰中分离出来的玻璃微珠填充到聚氯乙烯(PVC)中，改善性能并降低成本。
北京化工大学研制的一种以粉煤灰为主体材料的新型橡胶补强剂(XRF)已在北京橡胶二厂得到应用。
大量实验证明，新型橡胶补强剂(XRF)在天然橡胶、合成橡胶(丁苯橡胶、丁腈橡胶、三元乙丙橡胶、氯丁橡胶等)中的应用性能完全达到了同等替代半补强炭黑的水平。
该技术不仅解决了大量粉煤灰堆积带来的环境公害，而且对节约资源作出了重大贡献。
(3)凹凸棒改性粘土凹凸棒土的化学成分为硅、铝氧化物，含少量铁、钙、锰氧化物。
白色纤维状结晶是半补强类填充剂，能使挤出压延胶料表面光滑。
新型优质橡胶补强剂凹凸棒改性粘土可提高橡胶制品300%定伸应力，提高拉断伸长率，吃粉速度快，粉尘不易飞扬，具有高白度、高分散性、高遮盖力的特点。
在橡胶制品中加入该产品，不但能改善其外观质量，延缓老化速度，而且能耐酸碱腐蚀，降低成本，是一种优良的橡胶补强剂。
可广泛应用于橡胶传动带、汽车内外轮胎及其它橡胶制品。
(4)改性硬质陶土硬质陶土在橡胶中有半补强作用，能改善硫化胶的力学性能。
软质陶土在橡胶中无补强作用。
用硬脂酸、乙烯基硅烷、氢基硅烷及钛酸脂偶联剂对陶土进行改性，使其表面增加疏水性，可提高胶料的拉伸强度、定伸应力，降低生热和压缩永久变形，其补强性能与白炭黑相当，老化性能较好。
新型补强剂——超细活性陶土SFAC在等量替代的情况下，效果与半补强炭黑相当。
(5)DSI橡胶补强剂以稻壳为原料加工而成的超细微粉，通过偶联活化制成的橡胶补强剂，主要适用于玻璃、油漆、造纸、橡胶和塑料制品。
(6)塑料基橡胶补强填充剂以聚烯烃塑料为基料，与重质CaCO粉末、钙镁粉和多种高效能表面活性剂3配合，采用多层包覆技术生产出高性能塑料基橡胶补强填充剂，这种补强填充剂具有良好的流动性，可以在较高的填充量下应用于以天然橡胶为主要胶料的多种橡胶杂件，如橡胶V带、橡胶密封件、橡胶辊、橡胶衬垫、橡胶管、橡胶板等。
(7)木质素型橡胶补强剂木质素系通过在造纸制浆废液中直接改性而制得，采用新的橡胶加工工艺，使橡胶与木质素之间达到分子级的渗透与交联，从而使橡胶与天然高分子化合物(木质素)组成的合金具有优良的综合性能。
其力学性质与高耐磨炉法炭黑相当，在橡胶中的配比可比炭黑高出一倍。
(8)纳米氧化锌纳米氧化锌是一种白色或微带黄色的细微粉末，易分散在橡胶和乳胶中，是天然橡胶和合成橡胶的补强剂、活性剂及硫化剂，也是白色胶料的着色剂和填充剂。