高岭土是橡胶制品的重要填料，在以往作为填料使用时，通常认为产品性能主要取决于颗粒的大小分布和颗粒的比表面积。但是现代科学研究证明，经选矿提纯和粉碎加工后的高岭土粉体表面带有大量羟基和含氧官能团，具有酸性，经煅烧加工后的高岭土酸性更强。


此外，由于高岭土比表面积大、表面能较高，导致其与有机高聚物体系的相容性差。因此在用于高聚物基（如环氧树脂或乙烯基树脂）材料的填料时，必须对其进行表面改性，以获得更优性能的制品。


刘钦甫等利用脂肪酸型改性剂对高岭上进行了表面改性，采用熔融共混法制备了PP/高岭土复合材料，并测试了其力学性能，发现在改性高岭土填充量为3%-6%时，可以使复合材料具有良好的力学性能。


张印民研究了高岭土的粒度、表面性质、填充量以及填料的结构对高岭土/橡胶复合材料的气体阻隔性能的影响规律，研究结果表明：随着填料粒子粒径的减小，填充橡胶材料的气密性逐渐提高，当高岭土粒度达到几百个纳米时，复合材料的相对透气率为0.46，降低程度达到54%，使用特定改性剂对高岭土进行改性后，气密性可进一步提高。


杜艳艳等采用化学插层-超细研磨-酸浸渍活化-干燥-表面改性的方法制备了一种活性纳米高岭土，该材料用于丁苯橡胶补强填料时具有更好的分散性，可明显提高其拉伸强度和伸长率，同时使制品具备良好的疏水性。


2、纳米高岭土在橡胶中的应用


纳米高岭土可用于各种橡胶制品，显著提高其机械物理性能，同时降低其生产成本，特别是在弹性、抗屈挠、阻隔性能和扯断伸长率方面具有优势。


在顺丁橡胶、三元乙丙橡胶、天然橡胶和丁腈橡胶中，纳米高岭土优于白碳黑的补强性能，在丁苯橡胶中接近于白碳黑的补强性能，适合在轮胎胎侧胶、内胎、高尔夫球橡胶、胶丝、丁腈密封橡胶、鞋底橡胶、胶辊、胶棒、输送带橡胶等产品中应用。


在力学性能方面，在橡套/绝缘电缆所用的三元乙丙橡胶、天然橡胶、丁苯橡胶中，纳米能够与当前主流的补强材料白碳黑、碳黑接近。其电性能则远超其他材料，可以与煅烧高岭土相媲美。纳米高岭土应用于橡胶电线电缆，可以达到高力学性能和高电性能的结合。


在球胆、内胎等天然橡胶中，可以单独使用纳米高岭土作为体系补强材料，可以提供超越白碳黑，接近碳黑的性能，加入40-60phr，可以使体系的力学性能、加工性能、气密性能达到性产品性能超越颠峰。IIR本身就具有十分优异阻隔性能，加入纳米高岭土，即使少量加入10phr，也能使IIR的气密性提高3倍以上；同时利用纳米高岭土的高补强性性能赋予体系良好的性能。