煤矸石气流分级改性制橡胶补强填料研究

摘要

【目的】煤矸石是一种富含硅铝氧化物的煤基固废，对其资源化利用至关重要。【方法】将煅烧活化的煤矸石，采用铝酸酯偶联剂研磨一体化改性，考察了研磨时间、改性剂用量对其表面改性效果的影响规律。进一步利用气流分级对煤矸石灰进行分选，对比分析了改性与否及颗粒粒径对橡胶补强填充性能的影响。【结果】结果表明，球磨30 min、铝酸酯偶联剂添加量2%时，综合改性效果最佳，煤矸石灰表面出现铝酸酯偶联剂的特征官能团。相较商用白炭黑填料，气流分级改性所得填料填充橡胶的硬度和交联密度更高，硫化性能更好，橡胶的拉伸强度、拉断伸长率和拉断永久变形降低，定伸应力提高。填料粒度分布对橡胶性能影响明显，硫化性能随填料粒度减小而提高，拉伸性能随之提高，超细煤矸石灰改性作为填料的补强性能与白炭黑接近，具有替代白炭黑的潜力。

关键词

煤矸石 / 气流分级 / 橡胶填料 / 力学性能 / 表面改性