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《太原理工大学》 2004年
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煤矸石的基本性质及作为橡胶补强填充剂的基础性研究

向宇  
【摘要】:煤矸石是煤炭生产过程的副产品,随着煤炭产量的大幅度增加,煤矸石的量也大幅度增加。煤矸石大量的堆放已经引发了严重的环境问题,具体表现在对大气的污染,水体的污染,土壤的污染,景观的破坏,辐射人体,人生安全的危害等方面。因此必须重视煤矸石的处理问题。 目前,对煤矸石的综合利用主要包括:建煤矸石电厂,利用煤矸石作为原料生产砖瓦、水泥等建筑材料,生产化工产品,回收有用矿物,作为高聚物的补强填充剂等。不同来源的煤矸石其化学成分、工艺性能有一定的区别,利用途径也就不一样。 近几年来,用煤矸石作为橡胶的补强填充剂取得了一定的进步。实验表明煤矸石矿粉经过一定的加工,对橡胶具有较好的补强填充作用,能大大降低橡胶制品的成本,有显著的经济效益和社会效益,是煤矸石综合利用的一种新途径。 本文研究讨论了煤矸石的一些基本的物理和化学性质,尤其是煤矸石粉体的表面性质。并对其作为橡胶的补强填充剂进行基础性研究。具体包括:对山西某选煤厂的洗选煤矸石进行了工业成分分析、化学成分分析;差热分析法分析其矿物组成;透射显微镜观察岩相组成;采用毛细管速度法测定煤矸石矿粉的表面张力及其各个分量大小;红外光谱观察煤矸石的表面官能团。在对煤矸石应用性研究中,将煤矸石超细粉碎后,进行表面改性,然后填充到橡胶中,测定了未硫化胶的结合胶量与 太原理工大学硕士研究生学位论文 硫化胶的交联密度以及其力学性能,分析讨论了填充剂粒子大 小、表面性质及结构特征等对补强性能的影响。希望通过对这 些问题的研究与讨论提高煤研石作为橡胶的补强填充剂的有效 性和处理问题的针对性。 实验结果表明:煤研石的综合利用必须依据它的自身的化 学组成、结构与工艺性质来确定利用的方向。表面疏水性好的 煤研石适合作为橡胶的填料;超细粉碎和表面改性在一定程度 上能提高煤研石的疏水性;理论上是粉体颗粒粒径越小,补强 性能越好,但结合胶实验表明:粉体颗粒粒径过小,在橡胶中 会出现积聚现象,结合胶量反而减小,超细颗粒的补强效果受 到影响。由于橡胶等高聚物的实验重复性较差,交联密度并不 能完全反映煤研石粉填充的效果好坏。
【学位授予单位】:太原理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:X752;TQ330

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