钱 运 华 等 嘲用 ６种 不 同 的 改 性 剂 对 粉 煤 灰 进
自制活性硅胶溶液混合 ， 高速搅拌后于室温下陈化 ３４ ， ～ ｈ 抽滤 ， 洗涤 ， 干燥 ， 研细后再次过筛 即得 到补 强剂成品 ， 将该补强剂填充于天然橡胶（ Ｒ）丁腈 Ｎ 、 橡胶（ Ｂ 中按 国家标准测试其补强性能。结果 Ｎ Ｒ） 表明 ， 粉煤灰改性过程 中的酸碱性条件、 搅拌速度 以及改性粉煤灰 的用量都对 Ｎ Ｒ的补强作用有较 Ｂ 大影响 ， 而改性粉煤灰对 Ｎ Ｒ的补强作用并不明显。 采用酸性条件 ， 高速搅拌的情况下改性粉煤灰 ， 当其 用量 在 ４～ ０份 时 ， Ｎ Ｒ 的补强效 果较 佳 。改性 ０５ 对 Ｂ 粉煤灰代替部分 白炭黑 ， 填充于 Ｎ Ｒ中， Ｂ 有很好 的
将 粉煤 灰 与废 旧编 织袋（ 聚丙 烯废 料 ） 新 重 Ｎ Ｚ １ 对粉煤灰进行改性处理 ， Ｄ ３１ 使改性后的粉煤 利用起来 ， 以生产 出海水养殖 中常用 的扇 贝盘 、 可 灰能 够部 分替 代炭黑 作 丁苯橡胶 补强 填料 。通过 试 漂 浮 球 。 王 林 『ｌ 经 破 碎 后 的 ３ ｍＸ１ｍｍ 的 ２将 ｏ ａ ｒ ５
李红娟 、 赵昭等 ［ 介绍 了粉煤灰 的改性技术及 １ 卅 其 在橡 胶 、 料 中 的应 用 。认 为这 些 方 面 的应 用不 塑 仅能提高粉煤灰 的利用率和附加值 ， 又能改善塑料 和橡胶的各项性能 ， 同时还能解决环境污染问题 ， 具 有非 常好 的优 势和 前景 。
于炭黑 、 白炭黑作橡胶补强填料时成本过高的问题 ， 通过采 用硅 烷偶联 剂 Ｓ — １０ Ｇ Ｓ９０和钛 酸酯偶 联剂
补强 效果 。 赵 鸣 等 ［ 用 硅 烷 偶 联 剂 以及各 种 表 面活 性 １
行改性处理 ， 然后对天然橡胶 ／ 再生胶混合物进行 填 充 。发 现硅 烷偶 联 剂 ＫＨ ５０改性 的胶 料物 理 机 一９
械性能最好 ， 其最佳使用量在 １ ％（ ． 质量分数 ） 粉 ５ ； 煤灰的粒径在 ５ ｍ以下对橡胶有一定的补强作用 。 并认为改性粉煤灰在橡胶 中可完全替代 Ｃ Ｃ 部 ａＯ，
化
工
技
术
与
开 ’ 发
第 ４１卷
注 塑制 品 的新 型原 料 ， 配 比为 ： 丙烯 废料 （ 其 聚 如废
刘俊红 ，黄 勇 ，陈善 勇
（． １ 四川化工职业技术学 院，四川 泸州 ６ ６ ０ ； ． ４ ０ ５ ２ 四川大学化学学 院，四川 成 都 ６０ ６ ４ ０ ５）
摘 要 ： 介绍 了掺有粉煤灰 的高分子 复合材料的应用研究状况 ，简述了粉煤灰作为高分子复合材料补强填料的 主要影响因素 。粉煤灰 的粒度 、表面吸附性是影响补强性能的关键因素。通过超细粉碎 ，表面改性 ，部分或全部替 代炭黑用作橡胶补强填料是可行的 ，大大降低制 品的生产成本 ，提高粉煤灰的利用率。 关键词 ： 粉煤灰 ； 高分子复合材料补强填料 ； 应用研究 ； 影响因素 中图分类号 ： Ｑ５６ Ｔ ． ３４ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： ６ １９０ （ １） －０ ６ ３ １７ ．９５２ ２ ４０ ３－ ０ ０ ０
对 于 填料来 说 ， 粉煤 灰为无 机填 料 ， 与高 分子 的
已提高到 ５ ％， ３ 但是多年来未被利用 的粉煤灰累计 堆存量 已达 ８ ｔ 亿 以上 【 】 ｌ 。为了提升我国粉煤灰 也 的利用率 ， 近年来加快了粉煤灰在高分子材料填充
相容性差 ， 可通过表面改性 以提高其表面活性 ， 使 其表面 由亲水性变为亲油性 ， 以增强其与橡塑高分 子之 间 的界面相 容性 。通 过对 粉煤 灰进 行表 面改 性 处理 ， 其物理机械性能有了进一步的提高 ， 而且不 同 的改性 剂 对粉 煤 灰 的改 性 效果 不 同 ， 以选用 合适 所
３ ７
微珠表面积小 ， 化学位低 ， 改性不充分所致。 吕瑶娇等 将偶联剂和表面活性剂用于粉煤 灰 中， 制备了活性粉煤灰 ， 并应用于橡胶中。发现其
在橡胶中可 以全部替代活性碳酸钙 ， 各项物理机械 指 标 均达 到要 求 ， 能取 代 ５％ 炭 黑 。但 由于 粉煤 也 ０ 灰呈灰色， 不适合用于浅色和鲜艳色的制品中。
剂对粉煤灰进行表面处理 并将其用作橡胶 的补强 剂， 效果不错 ， 但价格 昂贵， 成本太高 。 武 卫 莉 ｎ 介 绍 了 粉煤 灰 的 ７％ 是 由氧 化 硅 、 剐 ０ 氧化铝和氧化铁组成 ， 典型 的粉煤灰中还含有钙 、 镁、 、 、 、 钛 硫 钠 钾和磷 的氧化物。粉煤灰作为复合材 料 的填 料 时 ， 主要 还 是 取 决 于粉 煤 灰 的颗 粒 粒 径 。
橡 胶 （ Ｂ ， 与未 改性 粉煤 灰 填充 Ｐ Ｒ进行 了 比 Ｐ Ｒ）并 Ｂ 较 。 用 扫 描 电 子显 微 镜 （ Ｅ 可 以清 晰 看 到 改 性 Ｓ Ｍ）
时， 尤其是 当粉煤灰的粒径远小于再生胶 网构 中交 联点间链段长度 的时候 ， 橡胶分子链段能充分吸附 测定粉煤灰 ／ 再生胶复合材料的力学性能和热老化
基 金项 目： 泸州市 重 点科技 项 目 ［ １一 一 ２ ／） ２ ０ Ｓ ２（ ３ ０ ２ ］
作者 简 介 ： 俊红 （９ ６） 刘 １７ ．，女 ，四川泸 州 ，讲 师 ，主要 研究 方 向为精 细化 工及 材料 改性 收稿 日期 ： ０２０ ．５ ２ １．１ ０
பைடு நூலகம்
第 ４期
刘俊红等 ：粉煤灰在橡塑复合材料 中的应用
分 替代 炭 黑 。而 且 改性 粉 煤灰 在 混 炼 胶 中易分 散 ，
压延 性 能好 ， 可缩 短混炼 时 间 。
张鸿波等 研究 了改．粉煤灰的粒度对橡胶补 Ｉ 生
强 性能 的影 响 。 现粉煤 灰 的粒度 在小 于 ０ ４ ２ 发 ． ３ｍｍ ０ 以下 时对 橡 胶 的补 强性 能 最 好 ， 球形 颗 粒 在补 强 过 程 中起 了最 大 的作 用 ， 在实 际的 生产应 用 中 ， 最好 不
粉煤 灰 ［是 由煤 粉 在特 定 的条 件 下 变热 、 烧 ３ １ 燃 后， 经过 冷却 到一定 的温度 ， 形成 硅铝 为 主的烧 成黏
土质人工火 山堆的无机粉体材料。粉煤灰含碳低 、
颗粒小 ， 内含有一定的 Ｓ ：Ｆ ：。Ａ 因此具 粒 的行 为 和表面 复合 。这些 技术 的应 用对 于理 解和 ｉ 、 ｅ 、 １ 等， Ｏ ０ ０ 表征与最终 的复合材料中的有机相接触和相互作用 有一 定 的强 度 。 的超 细玻璃 球 的表 面具有 重要作 用 。 １ 粉 煤灰 的粒 度 ． ２ 张季 爽 等 ［用 能量 色 散 型 ｘ射 线 荧 光 光 谱 仪 ５ １ 粉煤 灰 的粒 度大 小对橡 塑 制 品的补 强性有 着很 （Ｄ 、 Ｅ Ｘ） 扫描电子显微镜（ Ｅ 、 Ｓ Ｍ）Ｘ射线光电子能谱 大 的影 响 ， 粒径 越小 （ 能在橡 塑基 体 中有效 地分 散 ） ， （Ｐ） Ｘ Ｓ 等技 术研 究 了活化 粉煤 灰填 充橡 胶 的表 面形 比表面积越大 ， 表面效应越强 ， 与基体 的作用越强 ， 貌、 表面成分和价态 ， 发现橡胶横截面上的 ｓ和 Ａ ｉ ｌ 限制橡塑大分子运动 的能力和承载效率也越高 ， 对 含量 比外表面高， ｓ 而 含量低 ； 粉煤灰中的多面体颗 橡 塑制 品 的补强 性提 高越 大 。 粒与橡胶结合 紧密 ， 而微珠结合不紧密。这是 由于
验数据发现改性得到的粉煤灰部分替代炭黑作橡胶 聚丙 烯 碎 片 放 人 混炼 机 内， 汽 加 温 至 １０ 蒸 ２ ℃， 补强 填料 时 的各种性 能都 接近 甚至超 过炭 黑作橡 胶 机 器 混 炼 ８ １ｍｎ 加 入 机 油 混 炼 １３ ｎ 加 入 － ０ ｉ， － ｍｉ， 补强填料时 的性能。尤其是 当改性粉煤灰 以 ３％ ０ ０ １— ． ５ ｍ粉煤灰混炼 １ ３ ｉ， ． ５０ ２ｍ ０ ０ － ｍｎ 加入橡胶粉混
后 的粉煤灰 与 Ｐ Ｒ有 较好 的相 容性 ， Ｂ 分散效 果更 在粉煤灰颗粒的表面 ， 因而产生了补强效果 。通过 好， 各项 物理性能都有 大 幅度 提高 ， 中 １０ 其 ０ ％和 ４０ ０ ％定伸模量和杨 氏模量更是有数倍的提高。 性能 ， 出 Ｄ Ｃ 粉煤灰 ／ 得 Ｍ／ 再生胶复合材料 的最佳 ＤＧＨ Ｎ Ｉ Ｌ Ｕ ＤＷＡ Ｅ等 ｎ 制备 了改性粉煤 灰填 配方为 ： Ｍ ６ ， Ｄ Ｃ ０ 粉煤灰 ５ ， ０ 再生胶 １０ ０ 。复合材料 充 的 Ｎ 并对粉煤灰填充 Ｎ Ｒ， Ｒ和填料级碳酸钙填充
Ｎ Ｒ的物 理 性 能进 行 了 比较 ， 现填 充 量 在 ３ ％ 以 发 ０ 的综 合性 能优 于纯 的 Ｄ ＭＣ和再 生胶 的性能 。
下， 粉煤灰填充 Ｎ Ｒ的 １０ ２０ ３０ ０ ％、０％、０ ％定伸模量、 拉伸强 度 和硬 度等物 理性 能较好 。
曹兰柱 、 铁虎 为 了解 决橡 胶工 业生 产 中 由 乔
第 ４ 卷 第 ４ １ 期 ２ １ 年 ４月 ０２
化
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技
术
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Ｖｏ ． １ ４ｌ
Ｎｏ４ ．
Ｔｅ ｈｎ ｌ ｇ ＆ Ｄｅ ｅ ｏ ｍｅ ｔｏ ｅ ｃ ｌＩ ｕ ｔ ｃ ｏｏ ｙ ｖ ｌ ｐ ｎ ｆＣｈ ｍｉ ａ ｎｄ ｓ￣
Ａｐ ．０１ ｒ２ ２
粉煤灰在橡塑复合材料 中的应用
１ 粉煤灰 的特 性及 补强填充 的主要影 ２ 粉煤灰在橡塑复合材料 中的应用研究 响 因素
１Ｉ 粉 煤灰 的 组成特 性 ．
国外 研 究者 Ｐｔｅｅ－ｅｍａ ． ［对 橡胶 塑 ｏｇ ｔ Ｖ ｎ ｋＳ 等 ４ ｉ ｒ 】 料 制 品 中普 遍 采 用 的 ５ ｍ 的颗 粒 粉 煤 灰 ， 用 多 采 种 技 术如 Ｅ ＭＡ （ Ｐ 电子探 针 微分 析 ）拉 曼光 谱 分 析 、 技 术 、 ｅａ电位测 量 和光 谱仪 来 研 究超 细粉 煤 灰颗 Ｚｔ
替代炭黑作橡胶补强填料时的效果更好。
严 晓 华 将 粉 煤 灰 （ 径 ０ ４ ｍ ） 适 量 粒 ． ４ｍ 与 ０ 炼 直至 混 炼 机 的 温 度达 到 １０ ， 加 入 二 辛 酯 混 ２℃ 再 炼 ２ ４ ｉ， 成 出一 种用 于工业 及 海水 养殖 业 上 的 ￣ ｍｎ合