用微硅粉部分替代白炭黑作为橡胶填料的研究

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1、万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：梁实2014年5月30日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解我校有关保留、使用学位论文的规定，即：我校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅。本人授权武汉

2、工程大学研究生处可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密Ο，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密Ο。√（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：梁实指导教师签名：曹宏2014年5月30日2014年5月30日万方数据万方数据摘要摘要微硅粉，也称硅灰或者凝聚硅灰，英文名为Silicafume，是金属硅或者硅铁等合金冶炼从烟气中回收的粉尘。微硅粉平均粒径为0.15-0.20μm，比表面积为215-20m/g。其主要成分为二氧

3、化硅，含量一般为80％-92％.由于微硅粉中二氧化硅属于无定型物质，活性高，颗粒细小，比表面积大，具有优良的理化性能，过去被认为是一种工业废弃物，现在越来越多地被认为是一种宝贵资源，可用于水泥、耐火材料和橡胶填充领域。前苏联的科研工作者曾做过初步的试验，微硅粉作为橡胶填料有着较好的应用前景。本文将未密实的微硅粉进行煅烧纯化，之后经表面处理，作为橡胶工业用填料。本文主要内容如下：在第二章中，结合微硅粉成分、结构的系统测试中碳含量的测试结果、白度测试结果以及不同煅烧温度下XRD分析结果，得出后期试验中所

4、需要的煅烧纯化温度为600℃。由于试验进行过程中，微硅粉的煅烧在箱式电阻炉中进行，为了使微硅粉煅烧充分，因此通过增加煅烧反应时间来使微硅粉中的游离碳完全反应，确定的微硅粉最佳煅烧纯化条件为通空气条件下，600℃煅烧4h。液相化学纯化对微硅粉的白度提高没有显著作用，因此对于微硅粉的纯化，只进行氧化气氛下的煅烧，不用进行液相化学纯化。在第三章中，为了使制备的产物能更好地用作橡胶填料，拟对其进行表面改性。微硅粉改性的最佳工艺为：按质量比M微硅粉:M改性剂=100:5，M微硅粉:M分散剂=100:3（分散剂

5、为十二烷基苯磺酸钠）分别称取微硅粉、改性剂与分散剂，将三种原料与无水乙醇倒入高速分散机后打浆，打浆时间为5min，料浆浓度为20％。将料浆置于40℃水浴锅中反应1h。在第四章中，对未改性和改性后的微硅粉进行了橡胶填料使用性能测试。综合性能测试结果，改性后微硅粉在橡胶中的最佳添加量为：质量比M橡胶:M微硅粉=100:75。第五章探讨了实验室条件下液相法制备白炭黑的过程。其最佳工艺条件为I万方数据武汉工程大学硕士学位论文SiO2:NaOH摩尔比应控制在0.85:1，制备水玻璃的温度越高越好，温度越高，转

6、化率越大。控制转速在30（转每秒）以上，水温90℃左右，得到的白炭黑质量是最好的，比表面积最大，白度最高。关键词：微硅粉；白炭黑；橡胶填充；表面改性；拉伸强度II万方数据ABSTRACTABSTRACTItismicrosiliconpowderthatisalsoknownassilicafumeandcondensedsilicafume,whichEnglishnameissilicafume.Therecoveryofthisdustisobtainedfromsiliconmetaland

7、siliconalloysmelting.Theaverageparticlesizeofmicrosilicon2powderis0.15to0.20μm,whichspecificsurfaceareais15to20m/g.ItsmaincompositionisSiO2,thatcontentisusually80％to92％.Duetohighactivity,tinyparticles,largespecificsurfacearea,excellentphysicalandchemic

8、alproperties,alsoamorphousofSiO2inthesilicafume,althoughusedtobeasakindofindustrialwaste,silicafumeisregardedasavaluableresourcenowincreasingly.Thispowdercanbeusedforcement,refractorymaterialsandrubberfillingareas.Themaincontentofthisar