1.2.3　纳米碳酸钙/橡胶复合材料

纳米碳酸钙广泛应用于轮胎、胶管、胶带以及密封圈、汽车配件等多种橡胶制品中。我国纳米碳酸钙研发生产起步于20世纪80年代，随着市场需求的增大，纳米碳酸钙的产量增长十分迅速，2014年产量达到172万吨。研发初期，天津化工研究院采用低温间歇式鼓泡碳化法成功研发了用于橡胶的纳米碳酸钙。后来北京化工大学通过超重力碳化法也成功实现了纳米碳酸钙的工业化生产^[20]。

纳米碳酸钙填充橡胶的特点包括：无毒，填充量大，价格低廉；白度较高，适用于浅色橡胶制品；可改善胶料的加工性能。

与其他纳米颗粒类似，纳米碳酸钙颗粒表面能高，亲水疏油的表面性质使其在橡胶基体中易团聚，因此表面改性是纳米碳酸钙开发应用的重点方向之一。目前报道的改性方法主要包括羧酸、偶联剂、聚合物接枝和无机物包覆改性等。在橡胶工业中，纳米碳酸钙主要用于替代价格较高的白炭黑及其他填料，在保持相当补强性的同时，能降低成本并改善加工性能。此外，纳米碳酸钙在液体硅橡胶中也有重要应用。纳米碳酸钙是目前液体硅橡胶最常用的补强填料之一，其填充量大，每100份液体硅橡胶中可填充60～200份纳米碳酸钙，在补强橡胶的同时可提高硅橡胶的尺寸稳定性并大幅度降低成本。纳米碳酸钙在粉末橡胶中也有重要应用，可以实现良好的隔离效果、分散效果以及与基体更牢固的界面结合。相对于传统的块状橡胶填充碳酸钙体系，纳米碳酸钙填充粉末橡胶的力学性能明显提高^[21]。

总体来看，纳米碳酸钙价格低，有一定的补强性，在橡胶工业中作为中档的浅色填充补强剂已经确立了自己的地位。但其表面活性相对较低，不易像白炭黑那样进行表面修饰，且密度相对较高。未来的发展方向是开发先进的表面处理技术，构建界面相互作用更强的纳米碳酸钙/橡胶复合材料，提高纳米碳酸钙对橡胶的增强效果。