活性硅酸钙粉体改性及其对硅橡胶性能的影响

粉煤灰是煤炭在燃烧过程中随烟气排出的固体废弃物，氧化铝含量在30%以上的高铝粉煤灰占粉煤灰年排放量的30%，可作为生产氧化铝的重要来源。高铝粉煤灰提取氧化铝联产活性硅酸钙已经实现工业生产，有效缓解我国铝土矿资源短缺的问题，但提取铝后的副产品活性硅酸钙粉体还未得到充分应用。

      活性硅酸钙粉体在造纸、橡胶、废水处理等领域中的应用已经进行了初步探索。活性硅酸钙粉体在天然橡胶、三元乙丙橡胶及丁苯橡胶中使用，可以缩短硫化时间，起到增强作用。填充硅橡胶，可以促进硫化并可免二次硫化，具有明显的增强增容效果，能代替部分白炭黑。
      活性硅酸钙粉体表面有大量羟基，呈亲水疏油性，直接作为橡胶填料，在橡胶基质中分散性和相容性不好。粉体表面改性是提高粉体分散和增强与橡胶相容性的重要方法。程朝霞等以活性硅酸钙粉体为研究对象，通过硬脂酸对粉体进行改性，并将改性后粉体加入到硅橡胶中，研究不同用量硬脂酸对粉体的改性效果、机理及改性前后粉体对硅橡胶的影响，结果表明：
（1）随着硬脂酸用量从1%增加至8%，粉体吸油值持续降低。改性后粉体的红外光谱中存在明显有机峰，粉体中存在化学吸附的硬脂酸。硬脂酸用量在1%时，粉体表面吸附的片状结构减少，颗粒表面的蜂窝状结构清晰。
（2）改性后粉体热失重率增加，8%硬脂酸改性时，吸附在粉体上的硬脂酸量为6.7%。
（3）1%硬脂酸改性后粉体增强橡胶，拉伸强度达到最大2.1MPa。硬脂酸用量超过3%以后，粉体对橡胶的增强效果较低，扯断伸长率继续增加。
（4）硬脂酸用量超过4%时，改性粉体填充橡胶的拉伸强度明显下降，低于原始粉体填充橡胶强度，伸长率达到峰值208%。硬脂酸量继续增加，拉伸强度和扯断伸长率下降。

资料来源：程朝霞,彭小芹,季晓丽,等.活性硅酸钙粉体改性及其增强硅橡胶性能研究