活性硅酸鈣粉體改性及其對硅橡膠性能的影響

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(chǎn)氧化鋁的重要來源。高鋁粉煤灰提取氧化鋁聯(lián)產(chǎn)活性硅酸鈣已經(jīng)實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)，有效緩解我國鋁土礦資源短缺的問題，但提取鋁后的副產(chǎn)品活性硅酸鈣粉體還未得到充分應(yīng)用。

      活性硅酸鈣粉體在造紙、橡膠、廢水處理等領(lǐng)域中的應(yīng)用已經(jīng)進(jìn)行了初步探索。活性硅酸鈣粉體在天然橡膠、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(qiáng)作用。填充硅橡膠，可以促進(jìn)硫化并可免二次硫化，具有明顯的增強(qiáng)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(zhì)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(qiáng)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(jìn)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(jī)理及改性前后粉體對硅橡膠的影響，結(jié)果表明：
（1）隨著硬脂酸用量從1%增加至8%，粉體吸油值持續(xù)降低。改性后粉體的紅外光譜中存在明顯有機(jī)峰，粉體中存在化學(xué)吸附的硬脂酸。硬脂酸用量在1%時，粉體表面吸附的片狀結(jié)構(gòu)減少，顆粒表面的蜂窩狀結(jié)構(gòu)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(qiáng)橡膠，拉伸強(qiáng)度達(dá)到最大2.1MPa。硬脂酸用量超過3%以后，粉體對橡膠的增強(qiáng)效果較低，扯斷伸長率繼續(xù)增加。
（4）硬脂酸用量超過4%時，改性粉體填充橡膠的拉伸強(qiáng)度明顯下降，低于原始粉體填充橡膠強(qiáng)度，伸長率達(dá)到峰值208%。硬脂酸量繼續(xù)增加，拉伸強(qiáng)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(qiáng)硅橡膠性能研究

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