填料是橡胶工业中广泛使用的配合剂，其用量仅次于橡胶用量。橡胶中使用的补强填充剂不仅可以提高橡胶制品的强度，还可以改善混炼胶的加工性能，赋予制品良好的耐磨、抗撕裂、耐热、耐寒、耐油等性能，从而延长制品的使用寿命。橡胶中使用非补强填充剂，主要起填充和增容作用，有些品种还具有隔离、脱模或着色作用。

1一般要求

(1)补强填料粒子表面应具有较强的化学活性，能与橡胶很好地结合，提高硫化橡胶的力学性能、耐老化性能和粘合性能。非补强填料粒子表面具有化学惰性，不与橡胶产生化学结合，不影响硫化橡胶的力学性能、耐候性、耐酸碱性和耐水性。

(2)化学纯度高，细度均匀，对橡胶有良好的润湿性和分散性。

(3)不挥发，无嗅、无味、无毒，储存稳定性好。

(4)白色、浅色和有色橡胶制品的填料也要求无污染、不变色。

(5)便宜易得。

2性能要求

(1)细度:一般来说，补强填料颗粒越细，比表面积和与橡胶的接触面积越大，补强效果越好。非补强填充剂的颗粒越细，加入橡胶后的混炼效果越好。但是，一定要分散均匀。如果分散不均匀，即使颗粒再细，混合效果也不好。

(2)颗粒形状和晶型:填料的颗粒形状为球形，片状或针状填料在硫化胶拉伸时易发生定向排列，导致永久变形增加，抗撕裂性能下降。补强填充剂中的炭黑和白炭黑是无定形的，其他填充剂是结晶的。比如硅微粉和二氧化硅虽然都是二氧化硅，但前者是结晶的，后者是无定形的。A型结晶填料可分为两种:等轴晶和等轴晶。同轴的x、y和z轴是相似的并且是各向同性的。各向异性晶体的x、y和z轴存在显著差异。在常用的非金属矿物填料中，粘土、石墨和硅藻土属于各向异性晶系。碳酸钙是等轴结晶系统。要求耐磨性和抗撕裂性好的橡胶制品，不宜用双轴结晶材料增强。

(3)表面性质:粉末填料混入橡胶时，其颗粒被橡胶分子所包围，颗粒表面被橡胶润湿的程度对补强效率影响很大。不易润湿的颗粒在橡胶中不易分散，容易团聚，降低其补强效率。这种情况可以通过添加一些有助于增加润湿性的物质来改善。比如补强效果不大的碳酸钙，加入脂肪酸后，降低了表面张力，增加了润湿程度，提高了补强效果。

炭黑是橡胶的主要补强填料。其成分为90% ~ 99%的元素碳，其余为少量挥发物和水分。在炭黑的生产过程中，羧基、醌基、酚基和内酯基等少数化学基团被吸附或结合在其表面。过去认为炭黑的补强效率只取决于其粒径(比表面积)和结构，而与其表面的化学性质无关。近年来大量研究结果表明，炭黑粒子表面的化学基团在混炼过程中可以与橡胶发生化学反应，导致粘合力增加，从而提高硫化橡胶的力学性能和耐老化性能。

二氧化硅颗粒表面的化学基团与炭黑完全不同。气相二氧化硅表面含有硅醇基Si-OH，沉淀二氧化硅表面含有硅醇基Si-OH和Si < (OH):.

煅制二氧化硅是酸性的，沉淀二氧化硅的表面是酸性或碱性的。酸性会延缓硫化速度，碱性会加快硫化速度。白炭黑表面微孔多，吸湿性强，不利于补强。用硅烷偶联剂对其进行表面改性，可以克服其缺点，提高其增强性能。非金属矿物粉体填料的表面改性也有很好的应用效果。

3橡胶制品中填料的用量

在橡胶制品中，填料是仅次于生胶(天然橡胶和合成橡胶)的第二大原料。在产品配方中，如果生胶用量为100，补强填充剂用量约为50，未补强填充剂用量约为25，是各类橡胶产品的总和。具体到每个产品，有的填料甚至超过橡胶，有的低于总和平均值。以主要产品配方为例，生胶为100份。

轮胎胎面炭黑40-50份。基本不使用无筋填料，或者使用少量粘土。大约20份的粘土或碳酸钙可以用在内管中。

胶带-炭黑25-45份。碳酸钙可用于所有份数，用量为10-113份。碳酸镁可用于平胶带密封胶和封边胶，用量分别为40份和50份。用于硫酸钡平胶带粘合剂，用量为25份。

橡胶软管-炭黑15-45份。碳酸钙33-128份，粘土20-50份，碳酸镁25份，硫酸钡30份。

胶鞋——黑底炭黑50份，超细活性碳酸钙(白艳华)50份，粘土40份，白底炭黑55份，超细碳酸钙15份，钛白粉2份。

胶带-碳酸钙和粘土可用于各种胶带，用量为30 ~ 150份，硫酸钡用于气密胶带，用量为11份。

模型用炭黑40-75份。可以使用30份白炭黑和35份粘土。可以使用20份碳酸钙。

70份白炭黑可用于油封。密封条用炭黑25份，碳酸钙10份，密封用耐油粘土30份，炭黑40份。使用15份隔膜炭黑和54份碳酸钙。

乳胶手套可使用硫酸钡10-15份或碳酸钙5份，海绵乳胶配方可使用滑石粉20份，氯丁乳胶丝配方可使用粘土2-3份，多孔模型乳胶配方可使用粘土100份，或碳酸钙100-300份。

从上面的例子可以看出，补强填充剂和非补强填充剂在各种橡胶制品中的应用非常广泛，不同制品使用的填充剂种类和品种也不一样，用量相差很大。在实际应用中，需要根据橡胶制品的性能要求设计配方，选择橡胶种类，添加补强填料以提高力学性能，添加非补强填料以改善加工性能，降低生产成本。通过调整硫化体系和保护体系，优化了配方。这是生产高质量橡胶产品的基础。

除了上述碳酸钙、粘土、硫酸钡和滑石粉外，许多天然无机矿物粉体材料也可用作橡胶填料，如含碳酸镁的白云石、含硅酸钙的硅灰石、含硫酸盐的重晶石和石膏、含无定形碳的石黑、煤粉和其他含硅粉末应时(硅藻土)、石棉、叶蜡石、煤矸石、油页岩、粉煤灰、凹凸棒土和赤泥。橡胶生产厂家可以根据产品性能要求和价格选择不同的填料，通过配方试验确定最佳用量。