目前重钙正逐步取代轻钙， 应用于橡胶、塑料、油漆、涂料、油墨、造纸等行业中。在PVC、PP、PE等塑料行业基本采用重钙填充。但在橡胶行业中，轻钙的用量仍大于重钙。主要原因：一是，历史形成的习惯；二是，普通细度（325目，45μｍ）的重钙由于颗粒较粗，填充到下游橡胶制品中会影响产品的表面光泽度和力学性能，因此得不到广泛的应用。
随着国内非金属矿深加工技术水平的提升，对非金属矿的深加工无论在技术还是设备方面都已经从“追赶者” 到“领跑者”。湿法全陶瓷球磨工艺生产的超细重质碳酸钙，产品具有颗粒细、比表面积大和分散性好等优点。本研究通过湿法球磨超细重钙对比轻钙填充天然橡胶中对其硫化特性和力学性能进行考察，探讨超细重钙替代轻钙填充橡胶的可能性，以拓宽其应用领域。
不同种类碳酸钙的理化性能数据见表２。可以看出， 重质碳酸钙的pH值略低于轻质碳酸钙pH值。其中轻质碳酸钙的D97粒径为11.65μｍ，600目（23μｍ）重质碳酸钙的D97粒径为14.26μｍ，2000目（6.5μｍ）重质碳酸钙的 D97粒径为9.17μｍ，湿法球磨的5000目（0.4μｍ）重质碳酸钙的D97粒径为4.43μｍ，且2μｍ 质量分数占比达56.8％，且湿法球磨重质碳酸钙在生产过程中会添加碱性的球磨助剂，不仅有利于碳酸钙的研磨，且碱性助剂有利于硫化。轻质碳酸钙因为其特殊的工艺产品的水分一般也会高于重质碳酸钙，而碳酸钙的水分会影响下游制品尤其是薄片的天然橡胶制品的混炼效果和压延性能，比如：轮胎气密层胶带等。
重钙与轻对天然橡胶混炼胶门尼黏度及硫化特性的影响见表３和图 １。从表３及图１可以看出，重质碳酸钙 CC-600、CC-2000 和 CC-5000 填充天然橡胶胶料的门尼黏度和焦烧时间略低于轻钙填充胶料的值， 其中湿法重质碳酸钙CC-5000的门尼黏度和焦烧时间最大，表明添加重质碳酸钙加工工艺性能提高，但是加工安全性略微降低。重质碳酸钙CC-600和亿丰磨干法生产的2000目（6.5μｍ）重质碳酸钙填充胶料的最大转矩值ＭＨ略低于轻钙填充胶料的ＭＨ值， 而湿法超细重钙CC-5000填充胶料的 ＭＨ值高于轻钙填充胶料的ＭＨ值。
重钙和轻钙填充天然橡胶胶料硫化后的硫化胶力学性能数据见表４。
对比添加雷蒙磨生产600目（23μｍ） 重钙、亿丰磨干法生产的2000目（6.5μｍ）重钙﹑湿法球磨生产的5000目（0.4μｍ）重质碳酸钙到天然橡胶中硫化胶的力学性能，随着重质碳酸钙目数的增大，硫化胶的拉伸强度、100％和 300％定伸强度也在提升，而添加湿法超细重钙 CC-5000的硫化胶其拉伸强度、 100％和 300％定伸强度优于轻钙。且断裂伸长率也随着添加的重质碳酸钙目数的升高而升高，湿法超细重钙 CC-5000的断裂伸长率与轻钙接近。橡胶的撕裂是由于材料中的裂纹或者裂口受力时迅速扩开裂而导致破坏的现象撕裂强度与拉伸没有直接的关系，从撕裂强度来看，湿法超细重钙CC-5000由于其碳酸钙颗粒粒径小、比表面积大，添加到天然橡胶中其硫化胶的撕裂强度较高，接近于添加轻钙的硫化胶撕裂强度。
2.1 对比重钙和轻钙填充天然橡胶的胶料， 填充重钙的门尼黏度略低，加工性能提升；并且湿法超细球磨重钙 CC-5000在生产过程中因为添加了少量的碱性研磨助剂， 其正硫化时间接近轻钙的正硫化时间。
2.2 对比添加雷蒙磨生产600目（23μｍ） 重钙、亿丰磨干法生产的 2000目（6.5μｍ）重钙、湿法球磨生产的 5000目（0.4μｍ）重钙在天然橡胶中硫化胶的力学性能数据可以看出：添加适量微米级的超细重钙和轻钙，可以改善纳米级白炭黑在天然橡胶中的分散性，对定伸强度和拉伸强度有一定的提升且湿法球磨重质碳酸钙CC-5000因为其2μｍ 含量比较高，因此其各项力学性能指标最佳。从测试结果来看，湿法球磨超细重钙 CC-5000在一定程度上可以替代轻钙使用，填充到橡胶中其力学性能优于轻钙， 且超细重钙相比于轻钙更容易“吃粉”，提高了混炼效率。
钟晨,肖毓秀,甘明龙,等.湿法球磨超细重质碳酸钙在天然橡胶中的应用[J].云南化工,2024,51(11):148-150.
许婧婧,刘立杰,罗宝玉,等.重质碳酸钙在气密层胶料中的应用研究[J].中国橡胶,2023,39(10):55-59.
王天强,刘旭,王腾腾,等.超细重质碳酸钙表面改性及在硅橡胶中的应用研究[J].有机硅材料,2018,32(06):459-463.
游建华,符志国,杨亮,等.微细化蛋壳粉填充天然橡胶的性能研究[J].弹性体,2018,28(01):17-19+73.2018.01.004.
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