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纳米碳酸钙由于其价格低廉,毒性低,污染小,白度高,填充量大及混炼加工性好等特点,广泛应用于橡胶行业中,是仅次于炭黑和白炭黑的第三大补强填充剂。纳米碳酸钙本身的特性如粒径、表面活性以及在橡胶基体中的分散情况对补强性能影响很大,具有重大的研究意义。同时,在纳米碳酸钙的表面改性中,由于CaCO3/SiO2复合粒子综合了纳米碳酸钙和Si02的优势,扩展了纳米碳酸钙的应用范围,具有广阔的应用前景。研究了碳酸钙一次粒径对丁苯橡胶(SBR)的填充效果。将平均粒径分别为30nm,45nm,亚微米级的碳酸钙以及轻钙填充于丁苯橡胶中,研究SBR硫化胶力学性能。研究表明,粒径越小,补强效果越明显。30nm的CaCO3填充量为125份时,SBR硫化胶(SBR/CaCO3-1)最大拉伸强度为10.6MPa;45nm的CaCO3填充量为100份时,SBR硫化胶(SBR/CaCO3-2)最大拉伸强度为8.6MPa。采用溶胶沉淀法在纳米CaCO3表面包覆致密的Si02层,制备出具有核壳结构的纳米CaCO3/SiO2复合粒子,对其形貌、大小、化学组成、结构、物化性质进行了表征和测试,并研究了复合粒子表面改性方法和粒径对SBR硫化胶力学性能的影响。结果表明,45nm的CaCO3/SiO2复合粒子经硬脂酸钠表面改性后填充SBR, SBR硫化胶(SBR-CaCO3/SiO2-1)拉伸强度和撕裂强度明显高于SBR/CaCO3-2;用硬脂酸钠和Si69协同改性的纳米CaCO3/SiO2填充SBR硫化胶(SBR-CaCO3/SiO2-2),体系的综合力学性能最优,最大拉伸强度达14.1MPa,撕裂性能、定伸应力、邵氏A型硬度均大幅度提高。表面经同样协同改性的30nm的CaCO3/SiO2复合粒子在橡胶基体中分散程度差,其SBR硫化胶(SBR-CaCO3/SiO2-4)力学性能低于SBR-CaCO3/SiO2-2。表面协同处理的纳米CaCO3/SiO2复合粒子还可以与白炭黑并用,当填充量份数较少时,加工时间缩短,力学性能下降幅度较低。