硅藻土在橡胶中的应用研究进展docx

来源：M6平台    发布时间：2024-12-31 05:14:27

　　PAGE / NUMPAGES 硅藻土在橡胶中的应用讨论进展 （硅藻土）是海洋或湖泊中生长的硅藻类微生物残骸在水底沉积、经自然环境作用而渐渐形成的生物成因硅质沉积岩，其矿物成分为非晶态蛋白石，化学成分重要是二氧化硅，还含有少量的三氧化二铝、三氧化二磷、氧化钙、氧化镁、三氧化二铁和有机质等，颜色为白色、灰白色、灰色和浅灰褐色等。硅藻土壳的表面及其微孔被大量硅羟基覆盖，氢键使得硅藻土具有表面活性、吸附性和弱酸性，故也被称为固体酸。 硅藻土形体尺寸一般为几微米到几十微米，最小只有1m，而其线纹小孔和壳缝均在纳米范畴，是天然的（纳米材料）。硅藻土吸附性强、密度小、熔点高、阻燃隔热、吸音、化学性能稳定、不含有害化学物质，被大范围的应用于轻工、化工、建材、石油、医药卫生、核废料和污水处理等浩繁领域，是一种具有进展潜力的绿色环保材料。 1硅藻土在橡胶中的应用 1.1补强剂 硅藻土对橡胶具有肯定的补强作用。采纳隔绝空气焙烧方法制备的高烧失量硅藻土获得由无定形碳包覆的硅藻土壳，其与橡胶的相容性好，可以替代（炭黑）作为橡胶填料。 将水洗提纯后的硅藻土在600℃下隔绝空气焙烧，使有机物分解脱水而将碳保留，可获得黑色的碳化硅藻土。将碳化改性硅藻土替代半补强炭黑（采纳传统混炼方式与橡胶混合），由于高烧失量硅藻土中的有机质在封闭条件下形成的未燃无定形碳包覆在硅藻壳上，起到对硅藻土的表面碳化改性作用，而碳与有机物的相容性好，起到偶联剂作用，因此提高了硅藻土与橡胶的相容性。讨论表明，碳化硅藻土填充橡胶的拉断伸长率和拉伸强度均随碳化硅藻土替代半补强炭黑用量的增大而明显提高，硅藻土替代60％炭黑时，胶料仍具有理想的物理性能。 薛兵等讨论表明，在600℃下对硅藻土缺氧煅烧处理2h，可将其中的有机质转化为无定形碳紧密吸附于硅藻土壳表面和内部的微孔中，无定形碳提高了硅藻土与NR的相容性，有利于提高NR的物理性能。当碳化硅藻土替代25%的炭黑补强NR时，胶料的拉伸强度和撕裂强度均明显提升。 于漧将60份精制硅藻土用作填料，用高补强配方制备力车轮胎。根据结果得出，力车轮胎胶料的各项物理性能均较好，只有拉伸强度稍低。经过调整配方后，胶料拉伸强度提高，达到使用上的要求。硅藻土为生产彩色橡胶制品供给了新原材料。 彭政等制备了环氧化天然胶乳改性硅藻土/NR复合材料，讨论了硅藻土用量对该复合材料硫化特性、物理性能和生热的影响。根据结果得出：随着硅藻土用量的增大，硅藻土/NR复合材料的焦烧时间与正硫化时间先延长后缩短，最大转矩与最小转矩均增大，拉伸强度和撕裂强度先提高后降低，当硅藻土用量为4份时，胶料拉伸强度最大，为28.5MPa，当硅藻土用量为2份时，胶料撕裂强度最大，为37.9Nmm－1；由于硅藻土的加入，胶料内生热明显降低。 （白炭黑）是橡胶工业中紧要的补强剂，但由于其生产的全部过程中存在废水、废渣等污染问题，所以人们一直在寻求白炭黑的替代产品。硅藻土与白炭黑相像，其重要化学成分均为无定形二氧化硅，且都具有多孔结构及表面呈酸性；同时硅藻土属于资源丰富、价格低的天然矿物，因此能考虑用硅藻土代替白炭黑用作橡胶补强剂。 柳冈对比了未改性硅藻土、山梨醇甘油酸酯改性硅藻土和白炭黑填充NR的性能。根据结果得出：改性硅藻土/NR复合材料的物理性能与白炭黑/NR复合材料相当；此外，与未改性硅藻土相比，改性硅藻土有效地提高了胶料在较低和较高温度下的储能模量。 廖经慧等进行了硅藻土作为NR/丁苯橡胶（SBR）并用胶补强填料的应用讨论。根据结果得出，用未改性硅藻土替代白炭黑后，胶料物理性能直线下降，这重要是由于硅藻土粒径大且不均匀，与白炭黑相比在橡胶基体中的分散性和相容性差，使得胶料未达到所能承受的拉力极限便从大颗粒的不规定边缘断裂开。用改性硅藻土作为橡胶补强剂可以有效提升胶料的拉伸强度、定伸应力和撕裂强度。经质量分数为0.006的硅烷和质量分数为0.01的硬脂酸复合改性处理的硅藻土在胶料中具备比较好的分散性，对胶料具备比较好的补强效果，使胶料撕裂强度提高到42kNm—1。 廖经慧等还讨论了硬脂酸改性硅藻土替代白炭黑对NR/SBR并用胶补强性能的影响。根据结果得出，与未改性硅藻土胶料相比，硬脂酸改性硅藻土胶料的300%定伸应力、拉伸强度和撕裂强度均提高，但拉断伸长率降低。与白炭黑胶

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