白炭黑/木质纤维素/蒙脱土/丁苯橡胶复合材料的制备及性能研究

对木质纤维素进行联合改性处理,制备了木质纤维素/蒙脱土补强剂,并部分替代白炭黑,制备了丁苯橡胶复合材料。研究了白炭黑、木质纤维素/蒙脱土补强剂配合比对丁苯橡胶复合材料性能的影响。结果表明:在白炭黑与木质纤维素/蒙脱土补强剂用量配合比为30∶10条件下,丁苯橡胶复合材料的力学性能最优,拉伸强度20.65MPa,断裂伸长率727.40%,邵氏A硬度74.00,撕裂强度35.60kN/m。木质纤维素/蒙脱土补强剂的加入,可以改善丁苯橡胶复合材料的力学性能和热氧老化性能。     

煤矸石氟盐烧结法铝硅分离及制备白炭黑的实验研究

煤矸石采用氟盐烧结法分离铝硅并制备白炭黑。结果表明,在煤矸石氟盐烧结法铝硅分离实验中,煤矸石25 g,氟盐过量系数1.2,反应温度600℃,反应时间100 min,样品煤矸石中SiO_2的回收率达到75.25%;在白炭黑的制取实验中,氟硅酸盐溶液液固质量比8∶1,反应温度60℃,反应时间30 min,溶液pH 8～9,所得白炭黑中SiO_2 94.02%,SiO_2回收率93.72%,白炭黑中的主要成分为无定型的SiO_2,且符合我国白炭黑行业标准的相关要求。     

改性白炭黑/改性硅橡胶复合弹性体的自修复性能

采用六甲基二异氰酸酯半封端的脲基嘧啶酮对硅橡胶和白炭黑进行改性,制备具有自修复性能的改性白炭黑/改性硅橡胶复合弹性体。研究表明:复合弹性体中存在氢键作用,其具有良好的自修复性能;随着改性白炭黑用量的增大,复合弹性体的初始及自修复拉伸强度均增大,但自修复效率略微降低;改性白炭黑对复合弹性体的力学性能及自修复性能均有增强作用。     

白炭黑粒子间距对天然橡胶复合材料性能的影响

分别采用不同分子链长度的改性剂乙二醇二缩水甘油醚、丁二醇二缩水甘油醚、己二醇二缩水甘油醚和聚乙二醇二缩水甘油醚(PEGDGE)对白炭黑进行隔离改性,研究改性白炭黑对天然橡胶(NR)复合材料性能的影响。结果表明:与未改性白炭黑填充的NR复合材料相比,改性白炭黑填充的NR复合材料的t10和t90缩短,FL和储能模量(G′)减小,硬度降低,拉伸强度、拉断伸长率和撕裂强度提高;当改性剂为PEGDGE(回转半径为1.11 nm)时,改性白炭黑的粒子间距最大,分散性最好,NR复合材料的交联密度最大,G′和损耗因子最小,物理性能最佳。     

白炭黑表面改性研究现状及进展

白炭黑是橡胶工业中非常重要的补强剂,目前市场上主要是采用沉淀法进行生产。但沉淀法生产的白炭黑直接应用时效果较差,在工业应用前大多需要进行改性处理。通过分析国内外白炭黑改性技术研究现状,归纳总结出了表面接枝改性、偶联剂改性、离子液改性、大分子界面改性及并用改性5种白炭黑改性技术的特点,其中偶联剂改性为目前工业应用上的主要改性工艺,而其他改性工艺由于生产成本、改性效果、产品稳定性等因素暂未实现大规模工业应用。     

准东煤灰提取氧化铝和白炭黑技术研究

为实现准东煤灰的绿色化综合利用,笔者研究设计了从准东煤灰中制取氧化铝和白炭黑的工艺流程,确定了最佳工艺条件,并通过SPSS双变量分析比较不同影响因素对提取率影响程度。试验采用准东煤--将军庙原煤,破碎并用马弗炉模拟煤粉炉静态燃烧方式制取灰样。准东煤灰的成分分析和元素分析表明:SiO2占48.84%,Al2O3占31.26%。参照标准制备灰样,对灰样进行SEM分析,发现粘黏性严重,因此试验前先进行机械研磨。采用煤灰与硫酸铵焙烧法制备氧化铝,工艺分为焙烧过程和酸浸过程。因滤液中含有大量杂质铁、钙等元素,采用pH调节法除杂并对除杂效果进行检验,检验结果为除杂率接近100%。从提铝渣中制备白炭黑分为碱浸过程和多次碳分过程。在提铝工艺焙烧过程中,通过提铝率变化曲线及节能角度确定了各因素的最佳试验条件为:焙烧温度600℃,焙烧时间60 min,焙烧配料比1∶6;在提铝工艺酸浸过程中,得到最佳试验条件为:酸浸温度60℃、酸浸时间20 min、H2SO4浓度0.2 mol/L、酸浸液固比50。从提铝渣制备白炭黑研究中,通过SEM观察到提铝渣疏松多孔,有利于进一步的提硅试验。通过XRD对提铝渣分析,得出提铝渣中含有大量硅、钙元素;用K值法(RIR法)求得提铝渣中Si含量及经提铝后的Si损失率为7.64%。得出碱浸过程最佳试验条件为:碱浸温度60℃、碱浸时间30 min、碱浸NaOH浓度3 mol/L、碱浸液固比70,此时Si提取率为99%。采用多次碳分法进行提硅能够满足不同硅含量纯度要求,得到最佳碱浸工艺条件为碳分pH=9.5、CO2通气速率24 m L/min、碳分NaOH浓度0.2 mol/L、碳分液固比80。通过双变量相关性分析,得到各因素对提铝率、SiO2提取率及H2SiO3沉淀率影响程度大小分别为:焙烧温度>焙烧时间>焙烧配料比,酸浸时间>酸浸温度>H2SO4浓度>酸浸液固比,碱浸液固比>碱浸温度>NaOH浓度>碱浸时间,碳分pH>碳分液固比>碳分NaOH浓度>CO2通气速率。通过经济性及可行性分析,说明提出的工艺能有效实现准东煤灰的绿色化综合利用。从提铝后的滤液中重新提取(NH4)2SO4,实现生产原料的再利用;碳分过程后的Na2CO3溶液可通过加入石灰苛化的方式实现NaOH可循环利用于提取工艺生产;本工艺除生产氧化铝和白炭黑外,还能获得Na2SO4等附加产品。     

白炭黑或埃洛石填充不同橡胶树品系天然橡胶复合材料的性能研究

分别采用白炭黑或埃洛石填充4种橡胶树品系（72059，PR107,73397和RRIM600）天然橡胶（NR）以制备复合材料，并研究复合材料的各项性能。结果表明：白炭黑或埃洛石填充NR复合材料的硫化特性受橡胶树品系的影响较小；两种填料填充的RRIM600复合材料均表现出最大的溶胀平衡交联密度和最优的物理性能，且50～70 ℃范围内的损耗因子最小，表明RRIM600复合材料的滞后损失最小，RRIM600满足低滚动阻力轮胎的用胶要求，而72059复合材料的相应性能较差；白炭黑填充72059复合材料的热稳定性最优，埃洛石填充各橡胶树品系NR复合材料的热稳定性差异不明显；PR107复合材料和73397复合材料的综合性能居中。     

混炼工艺对含白炭黑胎面胶性能的影响

研究混炼工艺对含白炭黑的天然橡胶胎面胶硅烷化反应的影响，进而研究其对胶料各项性能的影响。结果表明：白炭黑与硅烷偶联剂的硅烷化反应温度集中在135～150 ℃区间内，随着有效硅烷化反应时间的延长，硫化胶的损耗因子减小，生热降低，滞后性能改善；当混炼温度达到150 ℃后，有效硅烷化反应时间对硫化胶的生热和滞后性能影响变小；白炭黑良好的硅烷化反应有利于提高硫化胶的耐磨性能。     

密相气力输送系统设计

密相气力输送越来越多地用于粉料的输送。以白炭黑的密相气力输送系统为例,详细描述了密相气力输送原理,以及工艺流程、发送罐容积、输送空气体积流量、输送管径、输送系统管道压力损失和除尘器过滤面积等主要参数的确定。