nr橡胶 改性煤矸石矿粉填充橡胶(NR)的结构与性能.doc

nr橡胶 改性煤矸石矿粉填充橡胶(NR)的结构与性能 第３４卷第４期中国矿业大学学报Ｖ０１．３４Ｎｏ．４２００５年７月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＭｉｎｉｎｇ＆ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＪｕｌ．２００５文章编号：１０００—１９６４（２００５）０４—０４７２—０４ 改性煤矸石矿粉填充橡胶（ＮＲ）的结构与性能 赵鸣ｈ２，尹守仁１，陈清如２ （１．太原理工大学矿业工程学院，山西太原０３００２４ｌ ２．中国矿业大学化学与环境工程学院，北京１０００８３） 摘要：煤矸石是煤矿生产中产生的废弃物，是一种无机和有机物的混合物，利用它作为主要原 料，通过超细粉碎、表面改性等方法，可以制备橡胶（ＮＲ）补强填充剂．本文研究了作为填充荆生 产原料的煤矸石矿粉结构和性能，并对其作为天然橡胶填充剂的应用性能作了研究．结果表明， 矿粉粒度越细，补强性能越好．用部分改性煤矸石矿粉代替通用碳黑制备的混炼硫化胶，各项应 用性能指标良好，可以部分等量替换碳黑作为橡胶的补强填充剂，替换量可迭３０％． 关键词：煤矸石；ＮＲ；结构；性能 中图分类号：ＴＤ８４９＋．５文献标识码：Ａ ＥｆｆｅｃｔｏｆｔｈｅＳｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄＣｈａｒａｃｔｅｒｓｏｆ ＭｏｄｉｆｉｅｄＣｏａｌＳｈａｌｅＦｉｌｌｅｒｏｎＶｕｌｃａｎｉｚｅｄＲｕｂｂｅｒＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ＺＨＡＯＭｉｎ９１”，ＹＩＮＧＳｈｏｕ－ｒｅｎｌ，ＣＨＥＮＱｉｎｇ—ｒｕ２ （１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭｉｎｉｎｇＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＴａｉｙｕａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｔａｉｙｕａｎ，Ｓｈａｎｘｉ０３００２４，Ｃｈｉｎａｌ ２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＭｉｎｉｎｇ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８３，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏａｌｓｈａｌｅｉｓａｓｏｌｉｄｗａｓｔｅｐｒｏｄｕｃｅｄｆｒｏｍｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｏｆｃｏａｌｍｉｎｉｎｇ．Ｓｏｍｅｏｆｔｈｅｍａｒｅ ｃｏｍｐｌｅｘｍｉｘｔｕｒｅｓｏｆｉｎｏｒｇａｎｉｃａｎｄｏｒｇａｎｉｃｍａｔｔｅｒ．Ｕｓｉｎｇｃｏａｌｓｈａｌｅａｓｒａｗｍａｔｅｒｉａｌ，ａｒｅｉｎｆｏｒｃｉｎｇ ｆｉｌｌｅｒｆｏｒＮａｔｕｒａｌＲｕｂｂｅｒ（ＮＲ）ｂｙｕｌｔｒａ—ｆｉｎｅｇｒｉｎｄｉｎｇａｎｄｓｕｒｆａｃｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｃａｎｂｅｍａｄｅ．Ｅｆｆｅｃｔｓｏｆ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｃｏａｌｓｈａｌｅｏｆｆｉｌｌｅｒｏｎｔｈｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＮＲａｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｔｈｅ ｍｏｄｉｆｉｅｄｃｏａｌｓｈａｌｅｈａｓｍａｎｙａｄｖａｎｔａｇｅｓｓｕｃｈａｓｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ，ｆｌｕｉｄｉｔｙａｎｄｅｘｐａｎｓｉｂｉｌｉｔｙ．Ｔｈｅ ｃｏｍｍｏｎｂｌａｃｋｃａｎｂｅｐａｒｔｌｙｒｅｐｌａｃｅｄｂｙｍｏｄｉｆｉｅｄｃｏａｌｓｈａｌｅｐｏｗｄｅｒ（ＭＣＳＰ）ｉｎＮＲｖｕｌｃａｎｉｚｅｄ。ｔｈｅ ＭＣＳＰｃｏｎｔｅｎｔｍａｙｂｅａｂｏｕｔ３００Ａ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｏａｌｓｈａｌｅｐｏｗｄｅｒ；ＮＲ；ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ 橡胶如不经过补强处理，其实用价值是有限机炭质物组成的混合体． 的．直到今天炭黑依然是目前最常用的橡胶补强填超细矿粉［１３（ＣＳＰ）由煤矸石制成，是有机物和充剂．随着复合材料科学的发展，无机物经适当处无机物的复合体，和有机高分子材料有一定的相容理后代替炭黑作为橡胶补强填充剂，是当前聚合物性．因此ＣＳＰ和胶料渗混容易，混炼时粉尘飞扬填充材料开发的一个热点，可以降低原料成本，节少，易分散，ＣＳＰ混炼胶柔软，流动性好，所以加工约能源，而且有利于扩大原料来源，合理利用资源．中能耗低，且有一定的补强性能．但ＣＳＰ中含有大煤矸石是煤炭开采过程中产生的废弃物，其中有些量的无机物，且其中的有机物与炭黑的表面性质有煤矸石可以看作是硅酸盐矿物和类似于炭黑的有很大差异。因此为提高ＣＳＰ的补强效果和应用价 收藕日期：２００４—１２—２０ 基金项目ｔ国家自然科学基金项目 作者筒介：赵鸣（１９５７一），男，浙江省杭州市人。教授，博士，从事矿山废弃物资源化利用方面的研究 Ｅ—ｍａｌｌｌｚｈａｏｍｉｎ９５７＠２６３．ｎｅｔＴｅｌ：０３５１—６０１４４１９ 万　方数据 第４期赵鸣等：改性煤矸石矿粉填充橡胶（ＮＲ）的结构与性能４７３ 值，需对ＣＳＰ进行表面改性处理［２。４］． 本文根据橡胶补强对填充剂原料的要求，经分析筛选，用山西沁水煤田某主采层的“夹矸”制备了ＣＳＰ，并对ＣＳＰ进行了表面改性处理，得到改性的煤矸石粉（