Active calcium in rubber refers to calcium compounds, like calcium carbonate (CaCO3) or calcium stearate. These are often used as fillers or processing aids in rubber formulations. These compounds can affect rubber’s properties. They include its strength, flexibility, and thermal stability.
For rubber, calcium carbonate is the third largest inorganic filler after carbon black and silica. It can improve the tensile strength of rubber vulcanizates. It has a reinforcing effect in natural and synthetic rubber.
ゴム化合物を次のように改良します。
- 生産コストの削減。
- 強度と耐摩耗性が向上します。
- 引き裂き強度を向上。
- 可塑性を高める。
- ムーニー粘度の調整。
- 成形を容易にします。
- 製品寸法の安定化。
炭酸カルシウムは、資源が豊富で、毒性や汚染が少なく、白色度が高く、充填量が多く、価格が安いという特徴があります。ゴム産業で広く使用されており、ゴム製品の主な淡色の充填剤です。
炭酸カルシウムは、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、ナノ炭酸カルシウム、変性炭酸カルシウムに分けられます。炭酸カルシウム製品はゴム製品において異なる役割を果たしており、その応用分野も若干異なります。
重質炭酸カルシウム＋ゴム
重質炭酸カルシウムは、一般的に使用されている粉末無機充填剤です。純度、不活性、安定性が高く、白色度が高く、吸油量と屈折率が低く、分散性も良好です。ゴム製品に対する補強効果は低く、主に充填剤として使用されます。天然ゴム、合成ゴム、ラテックスに充填および相溶化の役割を果たします。ゴム材料を強くし、ゴム材料に分散しやすくします。また、隔離剤や離型剤としても使用できます。白色度が90%以上のものは、ホワイトニング剤としても使用できます。
重炭酸カルシウム加硫ゴムは、軽質または改質ゴムよりも特性が劣ります。耐摩耗性と伸長応力も、カーボンブラック、粘土、またはケイ酸塩加硫ゴムよりも劣ります。また、大きく重い炭酸カルシウム粒子は、加硫ゴムの特性を低下させます。生産コストは低く、ゴムに他の添加剤と一緒に使用することで、加硫ゴムの特性を調整し、コストを削減できます。
重質炭酸カルシウム 天然ゴム、スチレンブタジエンゴム、ラテックスなどの不活性充填剤として広く使用されており、かかと、靴底、床、ホース、発泡製品、成形製品、押出製品の製造に適しています。
軽炭酸カルシウム＋ゴム
活性炭酸カルシウムとしても知られる改質炭酸カルシウムは、表面改質剤を使用して軽質炭酸カルシウムとナノ炭酸カルシウムを表面改質することによって製造されます。改質前と比較して、改質後の炭酸カルシウムは一般に粒径が小さく、吸油量が低く、分散性が良く、補強性が良いという特徴を有します。
変性炭酸カルシウムの補強特性は、未変性炭酸カルシウムの補強特性よりもはるかに優れています。その強化特性は主に、表面改質剤が両親媒性基を持つ有機物質であるためです。親水基と親油基を持っています。表面改質剤は、炭酸カルシウムとゴムを 2 つのグループで密接に結合させ、ゴムの物理的および機械的特性、加工性能、伸び、引張強さ、引裂強さ、および製品のその他の特性を向上させるのに有益です。
ナノ炭酸カルシウム＋ゴム
ナノメートル炭酸カルシウム粉末は、通常の炭酸カルシウム粉末よりも優れています。サイズ効果が小さく、表面効果が高いため、通常の炭酸カルシウムにはないユニークな特性があります。主にゴム製品の補強、充填、色調整として機能します。
ナノ炭酸カルシウムは活性が高く、その補強効果は軽質炭酸カルシウムよりも優れており、沈降シリカに匹敵します。ナノ炭酸カルシウムはゴム中での分散性と相溶性が良好で、ゴムの混合と分散が容易になります。これにより、ゴムの加工性と製品の機械的特性が向上します。同時に、ナノ炭酸カルシウムは空間的な3次元構造とさまざまな粒子形状を持っています。研究によると、ナノ炭酸カルシウムの異なる結晶形態は、ゴムの補強にさまざまな効果をもたらします。その中でも、インターロッキングナノ炭酸カルシウムはゴムに対する補強効果が最も優れています。
強化フィラーとして単独で使用することも、生産ニーズに応じて他のフィラーと組み合わせて使用することもできることは注目に値します。補強、充填、加工技術の向上、製品の性能向上の機能を実現できるだけでなく、美白の機能も備えています。シリカや二酸化チタンなどの高価な白色充填剤の機能を果たし、部分的に置き換えます。
ゴム産業もナノ炭酸カルシウムの主な応用分野の 1 つです。主に自動車タイヤの内外ゴム、自動車タイヤの内筒と外タイヤの特殊部品、テープホース、ゴムシュー、ゴム布などに使用されています。 NR、BR、SBR、その他のゴム系に適しています。
ナノ炭酸カルシウム製品はゴムに使用されており、塩酸不溶物、重金属含有量、pH 値に関する要件が低いです。
変性炭酸カルシウム＋ゴム
活性炭酸カルシウムとしても知られる改質炭酸カルシウムは、表面改質剤を使用して軽質炭酸カルシウムとナノ炭酸カルシウムを表面改質することによって製造されます。改質前と比較して、改質後の炭酸カルシウムは一般に粒径が小さく、吸油量が低く、分散性が良く、補強性が良いという特徴を有します。
変性炭酸カルシウムの補強特性は、未変性炭酸カルシウムの補強特性よりもはるかに優れています。その強化特性は主に、表面改質剤が両親媒性基を持つ有機物質であるためです。親水基と親油基を持っています。表面改質剤は、炭酸カルシウムとゴムを 2 つのグループで密接に結合させ、ゴムの物理的および機械的特性、加工性能、伸び、引張強さ、引裂強さ、および製品のその他の特性を向上させるのに有益です。
未変性炭酸カルシウムと炭酸カルシウムのSEM写真の比較 変性炭酸カルシウム:
変性炭酸カルシウムは主にタイヤ、ホース、テープ、オイルシール、自動車部品などのゴム製品に使用されており、NR、NBR、SBRなどのゴムに適しています。