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    活性硅酸鈣粉體改性及其對硅橡膠性能的影響

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    粉煤灰是煤炭在燃燒過程中隨煙氣排出的固體廢棄物,氧化鋁含量在30%以上的高鋁粉煤灰占粉煤灰年排放量的30%,可作為生產氧化鋁的重要來源。高鋁粉煤灰提取氧化鋁聯產活性硅酸鈣已經實現工業生產,有效緩解我國鋁土礦資源短缺的問題,但提取鋁后的副產品活性硅酸鈣粉體還未得到充分應用。

          活性硅酸鈣粉體在造紙、橡膠、廢水處理等領域中的應用已經進行了初步探索?;钚怨杷徕}粉體在天然橡膠、三元乙丙橡膠及丁苯橡膠中使用,可以縮短硫化時間,起到增強作用。填充硅橡膠,可以促進硫化并可免二次硫化,具有明顯的增強增容效果,能代替部分白炭黑。
          活性硅酸鈣粉體表面有大量羥基,呈親水疏油性,直接作為橡膠填料,在橡膠基質中分散性和相容性不好。粉體表面改性是提高粉體分散和增強與橡膠相容性的重要方法。程朝霞等以活性硅酸鈣粉體為研究對象,通過硬脂酸對粉體進行改性,并將改性后粉體加入到硅橡膠中,研究不同用量硬脂酸對粉體的改性效果、機理及改性前后粉體對硅橡膠的影響,結果表明:
    (1)隨著硬脂酸用量從1%增加至8%,粉體吸油值持續降低。改性后粉體的紅外光譜中存在明顯有機峰,粉體中存在化學吸附的硬脂酸。硬脂酸用量在1%時,粉體表面吸附的片狀結構減少,顆粒表面的蜂窩狀結構清晰。
    (2)改性后粉體熱失重率增加,8%硬脂酸改性時,吸附在粉體上的硬脂酸量為6.7%。
    (3)1%硬脂酸改性后粉體增強橡膠,拉伸強度達到最大2.1MPa。硬脂酸用量超過3%以后,粉體對橡膠的增強效果較低,扯斷伸長率繼續增加。
    (4)硬脂酸用量超過4%時,改性粉體填充橡膠的拉伸強度明顯下降,低于原始粉體填充橡膠強度,伸長率達到峰值208%。硬脂酸量繼續增加,拉伸強度和扯斷伸長率下降。


    資料來源:程朝霞,彭小芹,季曉麗,等.活性硅酸鈣粉體改性及其增強硅橡膠性能研究


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