炭黑和白炭黑是傳統(tǒng)的橡膠補(bǔ)強(qiáng)填料，炭黑來(lái)源于石油和天然氣，隨著石油儲(chǔ)量日益減少，炭黑價(jià)格越來(lái)越高，且其加工過(guò)程會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，而白炭黑制備工藝復(fù)雜，成本高，尋找廉價(jià)可替代炭黑和白炭黑的無(wú)機(jī)填料，不僅可降低成本，還可保護(hù)環(huán)境。
利用煤系高嶺土制備功能性填料在丁苯橡膠中應(yīng)用，不僅可降低橡膠制的成本，提高橡膠絕緣性、熱穩(wěn)定性、阻燃性等功能特性，還可增加煤系高嶺土的附加值。但煤系高嶺土補(bǔ)強(qiáng)橡膠時(shí)，其表面性質(zhì)與橡膠基體極性不同，兩者相容性差，易在基體中團(tuán)聚。因此需對(duì)煤系高嶺土進(jìn)行表面改性，改性后的煤系高嶺土和膠料表面極性相近，易與膠料相連接，具有較快的吃粉效率，能較好地增強(qiáng)膠料的分散效果，使膠粒補(bǔ)強(qiáng)效果較好。
李彩霞等以遼寧省某選煤廠煤泥為原料，通過(guò)小錐角旋流器提取煤系高嶺土，采用含硫有機(jī)硅烷偶聯(lián)劑對(duì)煤系高嶺土進(jìn)行表面改性，通過(guò)改變煤系高嶺土粒度、改性劑用量及改性溫度等因素研究煤系高嶺土對(duì)丁苯橡膠的補(bǔ)強(qiáng)效果，結(jié)果表明：
?。?）采用含硫有機(jī)硅偶聯(lián)劑，在改性劑用量為1%，改性溫度為105℃條件下，對(duì)煤系高嶺土進(jìn)行改性，并以30%用量代替N660炭黑補(bǔ)強(qiáng)丁苯橡膠，補(bǔ)強(qiáng)橡膠抗拉強(qiáng)度和延伸率分別為19.96MPa和527.1%，比較純炭黑補(bǔ)強(qiáng)時(shí)分別提高0.08MPa和35.4百分點(diǎn)，補(bǔ)強(qiáng)效果較好。
?。?）改性前煤系高嶺土呈片層結(jié)構(gòu)，且顆粒大小不均勻，尺寸在幾微米至十幾微米之間；改性后煤系高嶺土仍為片層結(jié)構(gòu)，但是顆粒大小較均勻，尺寸多為幾微米，且表面附著改性劑微粒，更易與丁苯橡膠基體結(jié)合。
?。?）煤系高嶺土層狀結(jié)構(gòu)與炭黑結(jié)構(gòu)相似，且煤系高嶺土中含有炭，結(jié)構(gòu)也與炭黑結(jié)構(gòu)相似，表面還有芳香烴基等基團(tuán)，易與丁苯橡膠等高分子結(jié)合，因此借助表面改性劑作用，將本來(lái)不易黏結(jié)的無(wú)機(jī)礦物和聚合物丁苯橡膠表面牢固地結(jié)合起來(lái)。
?。?）FTIR分析結(jié)果表明，改性劑與高嶺土表面發(fā)生化學(xué)鍵合作用，使煤系高嶺土由親水性變?yōu)橛H油性，增強(qiáng)了煤系高嶺土補(bǔ)強(qiáng)橡膠的性能。
資料來(lái)源：《李彩霞,劉敏,任瑞晨,等.煤系高嶺土補(bǔ)強(qiáng)丁苯橡膠試驗(yàn)研究[J].非金屬礦,2021,44(04):19-21+25》，由【粉體技術(shù)網(wǎng)】編輯整理，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處！
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