活性硅酸鈣粉體改性及其對硅橡膠性能的影響

粉煤灰是煤炭在燃燒過程中隨煙氣排出的固體廢棄物，氧化鋁含量在30%以上的高鋁粉煤灰占粉煤灰年排放量的30%，可作為生產氧化鋁的重要來源。高鋁粉煤灰提取氧化鋁聯產活性硅酸鈣已經實現工業生產，有效緩解我國鋁土礦資源短缺的問題，但提取鋁后的副產品活性硅酸鈣粉體還未得到充分應用。

      活性硅酸鈣粉體在造紙、橡膠、廢水處理等領域中的應用已經進行了初步探索。活性硅酸鈣粉體在天然橡膠、三元乙丙橡膠及丁苯橡膠中使用，可以縮短硫化時間，起到增強作用。填充硅橡膠，可以促進硫化并可免二次硫化，具有明顯的增強增容效果，能代替部分白炭黑。
      活性硅酸鈣粉體表面有大量羥基，呈親水疏油性，直接作為橡膠填料，在橡膠基質中分散性和相容性不好。粉體表面改性是提高粉體分散和增強與橡膠相容性的重要方法。程朝霞等以活性硅酸鈣粉體為研究對象，通過硬脂酸對粉體進行改性，并將改性后粉體加入到硅橡膠中，研究不同用量硬脂酸對粉體的改性效果、機理及改性前后粉體對硅橡膠的影響，結果表明：
（1）隨著硬脂酸用量從1%增加至8%，粉體吸油值持續降低。改性后粉體的紅外光譜中存在明顯有機峰，粉體中存在化學吸附的硬脂酸。硬脂酸用量在1%時，粉體表面吸附的片狀結構減少，顆粒表面的蜂窩狀結構清晰。
（2）改性后粉體熱失重率增加，8%硬脂酸改性時，吸附在粉體上的硬脂酸量為6.7%。
（3）1%硬脂酸改性后粉體增強橡膠，拉伸強度達到最大2.1MPa。硬脂酸用量超過3%以后，粉體對橡膠的增強效果較低，扯斷伸長率繼續增加。
（4）硬脂酸用量超過4%時，改性粉體填充橡膠的拉伸強度明顯下降，低于原始粉體填充橡膠強度，伸長率達到峰值208%。硬脂酸量繼續增加，拉伸強度和扯斷伸長率下降。

資料來源：程朝霞,彭小芹,季曉麗,等.活性硅酸鈣粉體改性及其增強硅橡膠性能研究