粉煤灰特性及作橡胶补强填料研究.pdf

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1、第35卷第4期非金属矿VO1．35NO．42012年7月NOlq—Metal】icMinesJuly，2012粉煤灰特性及作橡胶补强填料研究李彩霞刘健任瑞晨(辽宁工程技术大学矿业学院，辽宁阜新123000)摘要通过化学成分分析、x一射线衍射、热重分析、红外光谱分析等方法，分析了粉煤灰的性质，对粉煤灰进行化学改性，改性粉煤灰代替白炭黑作橡胶补强材料，制品的抽出力均高于国标和企业标准，而且制品的密度低于用白炭黑的制品密度。关键词粉煤灰改性补强填料热重白炭黑中图分类号：X773；TQ330~8文献标识码：AStudyontheCharacterofFlyAshandReinforce-reagent

2、UsedinRubberLiCaixiaLiuJianRenRuichen(CollegeofMiningEngineering，LiaoningTechnicalUniversity,Fuxin，Liaoning123000)AbstractBychemicalanalysis，X—raydiffraction，thermogravimetricanalysis，infraredspectroscopyandSOon，theflyashprope~ieswereanalyzed．Chemicalmodificationtestswerecarriedforflyash．Activeflyas

3、hwasusedforrubberreinforcementmaterialinsteadofwhitecarbonblack．Theresultsshowthatpull—outstrengthesoftheproductswerehigherthantheGBandenterprisestandards，andthedensityofwhichislowerthanthedensityofthesilicaproducts．掌f9卜KeywordsflyashmodificationreinforcefillerTGwhitesilica∞g}g；∞∞g}g}g；昀近年来国内外竞相开展利用

4、无机非金属矿物和成包括CaO、MgO、O等。该灰属于硅铝型粉煤工业废弃物等制备矿物功能性补强助剂的研发工作。灰[6]。该粉煤灰的真密度为2．14g／cm3，pH值为6．7，采用多矿物复合、表面改性等高新技术1”，充分利用吸附水含量为0．2％。通过BT9300激光粒度分析仪矿物的物理化学性质，针对不同应用对象，开发使用测定粉煤灰粒度，其中位径J[)。为10．85／am，为性能良好、价格相对低廉的功能性补强材料，解决炭30．28／am，D9，为44．72／am，约为325目。黑、自炭黑成本较高，工艺复杂，以及自炭黑在橡胶制1_2粉煤灰TG实验所用试验装备是德国STA-449品中难以分散和炭黑颜色深

5、等缺陷，从而发挥功能性型热重分析仪，实验在氮气做保护气的气氛中进行，矿物补强助剂的独特优势。但是，橡胶工业使用的矿以20~C／min速度加热。实验结果见图1。物填料助剂材料的密度较高，制约了无机矿物补强材料在橡胶中的使用口】。由于粉煤灰具有孔洞结构、密度低、有较高的表面活性和较大的比表面积[3-5]，因此，粉煤灰作为塑料、橡胶工业中填料的研究，是粉煤灰高附加值利用的重要研究方向之一。粉煤灰通过表面活性处理，可100200300400b00作为橡胶的补强材料，降低橡胶制品的生产成本。温度／'C1粉煤灰性质研究图1粉煤灰TG曲线1．1粉煤灰的化学成分及基本性质本试验所用粉从图1可看出，在100～1

6、20℃之间，粉煤灰热失煤灰为阜新发电厂干法电除尘排灰的收集尘，颜色重较大，从开始到120℃，热失重接近0．3％，这部分为为暗灰色，其化学成分(％)为：SiO，，61．36；A1O，粉煤灰表面的吸附水。而在100℃左右热失重大约20．16；Fe2O，7．95；MgO，2．50；CaO，1．69；Na2O，1．67；为0．2％，与吸附水的测定结果基本相符。温度继续K2O，2．20；含水量，0．08；其它，2．39。主要化学组成升高，热失重变化不明显，说明该粉煤灰热稳定性较有SiO2、A120、FeO，约占总量的90％，次要化学组好。但在40~50℃之间有一质量增加的过程，可能是氮气吸附到粉煤灰的孔

7、洞之间。收稿日期：2012．05．171．3粉煤灰的红外实验利用布鲁克TENSON27基金项目：辽宁省科技厅计划项目(2009402008)；辽宁省教育厅重点实验室基金资助项目(Ls2010072)。型红外光谱仪对粉煤灰进行了红外光谱测试，结果J．47．．第35卷第4期非金属矿2012年7月见图2。从图2可看出，该粉煤灰的红外光谱谱带为输带抽出力指标达到110N／mm以上，超过国家标准461cm-