改性钢渣/橡胶复合材料导热性能及耐久性研究

利用自制钢渣助磨改性剂处理热闷渣、电炉渣与风淬渣,将改性后的钢渣微粉与炭黑、橡胶基体等复合形成改性钢渣/橡胶复合材料。采用导热系数仪,测定三种改性钢渣/橡胶复合材料热氧老化1、3、5、7、9、11 d的导热系数;根据Young’s与Flory方程计算出三种改性钢渣/橡胶复合材料热氧老化前后的接触角θ与交联密度;采用热重分析仪（TGA）、场发射扫描电镜（SEM）进行热氧老化前后分析。未热氧老化时,在三种改性钢渣/橡胶复合材料中改性电炉钢渣/橡胶复合材料的导热系数最低,为0.187 W·m⁻¹·K⁻¹,是因为改性电炉渣粒中位径（d₅₀）最小,即3.49 μm,形成更致密的胶裹渣结构,不易形成导热通路,使其导热系数降低。
热氧老化时,破坏胶裹渣结构,改性电炉渣/橡胶复合材料形成的孔隙大,分散性最好,降低界面热阻,更易形成导热通路,使其导热系数最高。热氧老化后,橡胶复合材料表面粗糙度变大且存在较长裂纹与较深孔洞,导致橡胶复合材料吸水性增加,接触角下降。由于改性热闷渣的粒径最大,在热作用下氧气更容易进入橡胶复合材料中与橡胶分子链（双键）发生反应生成自由基,增加分子量,提高交联密度;由于改性风淬渣的碱度最高,为3.3,不利于硫化过程,更易形成的不稳定碳层,使二次燃烧更加充分,导致交联密度变小,在800 ℃时,热氧老化后,改性风淬渣/橡胶复合材料残余物炭渣质量分数仅为1.02%,耐久性最差。