1.2.3　納米碳酸鈣/橡膠復合材料

納米碳酸鈣廣泛應用于輪胎、膠管、膠帶以及密封圈、汽車配件等多種橡膠制品中。我國納米碳酸鈣研發生產起步于20世紀80年代，隨著市場需求的增大，納米碳酸鈣的產量增長十分迅速，2014年產量達到172萬噸。研發初期，天津化工研究院采用低溫間歇式鼓泡碳化法成功研發了用于橡膠的納米碳酸鈣。后來北京化工大學通過超重力碳化法也成功實現了納米碳酸鈣的工業化生產^[20]。

納米碳酸鈣填充橡膠的特點包括：無毒，填充量大，價格低廉；白度較高，適用于淺色橡膠制品；可改善膠料的加工性能。

與其他納米顆粒類似，納米碳酸鈣顆粒表面能高，親水疏油的表面性質使其在橡膠基體中易團聚，因此表面改性是納米碳酸鈣開發應用的重點方向之一。目前報道的改性方法主要包括羧酸、偶聯劑、聚合物接枝和無機物包覆改性等。在橡膠工業中，納米碳酸鈣主要用于替代價格較高的白炭黑及其他填料，在保持相當補強性的同時，能降低成本并改善加工性能。此外，納米碳酸鈣在液體硅橡膠中也有重要應用。納米碳酸鈣是目前液體硅橡膠最常用的補強填料之一，其填充量大，每100份液體硅橡膠中可填充60～200份納米碳酸鈣，在補強橡膠的同時可提高硅橡膠的尺寸穩定性并大幅度降低成本。納米碳酸鈣在粉末橡膠中也有重要應用，可以實現良好的隔離效果、分散效果以及與基體更牢固的界面結合。相對于傳統的塊狀橡膠填充碳酸鈣體系，納米碳酸鈣填充粉末橡膠的力學性能明顯提高^[21]。

總體來看，納米碳酸鈣價格低，有一定的補強性，在橡膠工業中作為中檔的淺色填充補強劑已經確立了自己的地位。但其表面活性相對較低，不易像白炭黑那樣進行表面修飾，且密度相對較高。未來的發展方向是開發先進的表面處理技術，構建界面相互作用更強的納米碳酸鈣/橡膠復合材料，提高納米碳酸鈣對橡膠的增強效果。