作为硅橡胶增强填料的超细改性矿物粉体研究
水化硅酸钙粉体对硅橡胶的补强作用
Ｔ ８ 平 均 粒 径 １ ５ ｍ。 ３， ． ５“
１ ２ 实 验 仪 器 ．
混炼 和硫 化设 备 及操 作 程 序 》 。混炼 时 原 料 的添 加 顺序 为 ： 胶一试 验 粉 体一 白炭 黑 一结 构控 制 剂 一 生
１ １ １ 水 热 合 成 原 材 料 生 石 灰 ， 地 ： 庆 山 洞 ． ． 产 重
村 ， 至平 均 粒 径 １ ４ ｍ； 英 砂 ， 地 ： 庆 云 磨 ．９ 石 产 重
阳 ， 至 平 均 粒 径 １ ９ ｍ。 磨 ．６ １ １ ２ 制 备 硅 橡 胶 复 合 材 料 的 原 材 料 甲 基 乙 烯 ． ． 基 硅 橡 胶 １ ０２型 ， 构 控 制 剂 ， 昊 晨 光 化 工 研 究 １— 结 中 院 ； 气 相 法 白炭 黑 ＡＳ ２ ０ 沈 阳 化 工 股 份 有 限 公 ２ 一０ ， 司； 化剂 ， 苏省海 安县东 洋化 工 ； 性碳 酸钙 ， 硫 江 改 重
多 优异 的性 能 ， 良好 的绝 缘 性 能 ， 异 的耐 高 、 如 优 低 温性 能 等＿ 。但硅 橡 胶 自补 强 性 能 极 差 ， 经 补 强 １ ］ 未 的硅橡胶 拉 伸 强 度 仅 为 ０ ３ＭＰ ． ａ左 右 ， 实 用 价 无 值， 必需 添加 补 强 填料 才 能 满 足使 用 要 求 。 由于 气
的补强作用 。
１ ４ 硅 橡 胶 复 合 材 料 的 制 备 ．
ｌ 实 验 部 分
１ １ 原 材 料 ．
５种试验 粉体 制备 硅橡 胶 复合 材 料 的配方 见 表
２ 。另增加 了 １ 不添 加试验 粉体 ， 组 其他 条件 相 同 的
负离子添加剂在硅橡胶中的应用研究
第 ３ ３卷第 ７期
刘 新建 等 ． 离子 添加 剂在硅 橡 胶 中的应 用研究 负
・ｌ ・ ９
负 离子 添 加 剂在 硅橡 胶 中 的应 用研 究
刘 新 建 李 青 山 倪士民
（ ． 山大 学高分 子材料 工程 系 河 北 秦 皇 岛 ０ ６ ０ ； １燕 ６ ０ ４
扫描 电镜下 的观 察 （ 图 １ 。首 先鳞 石 英 都呈 见 ） 细小 鳞 片状集 合 体 ， 组成 一个 绒球 体 ， 这些 并 在 球 体 的外 边 往往 套着 一 圈方 英 石 ， 一 些 单 独 在
的蛋 白石 球 周边 也 包 着 一 个方 英石 壳 ， 的大 它 小在 电镜 下测 得为 ０ １ ０ ３” 。 ． ～ ． ｍ
关 键 词 ： 纳 米 ； 白石 ； 离子 添加 剂 ； 橡 胶 蛋 负 硅
中图 分 类 号 ： Ｑ ３ ．８ Ｔ ３０ ３
文 献标 识 码 ： Ｂ
文章 编 号 ： ７ ．２ ２ ２ ｏ ）７０ １ ．３ １ １８ ３ （０ ６ ０ ． ９０ ６ ０
蛋 白 石 页 岩 又 名 蛋 白土 、 藻 岩 ， 一 种 稀 硅 是
功 释 放 负 离 子 的 橡 塑 材 料 、 维 织 物 、 漆 涂 纤 油 料 ， 有 蛋 白 石 宝 石 成 分 的 功 能 性 添 加 剂 ， 过 含 通
化物、 亚硝 酸盐 、 氰化 物 、 ｂ № 、 ｓ 有 毒 有 害 Ｐ、 Ａ 等 物质 或 元 素 ， 具 有 较 好 的脱 色 和 漂 白 性 能 。 并
ＣＯ ａ ２６５ ．７
２．２了研究 蛋 白石 的微 观结 构 ， 们 进 行 了 我
２ 蛋 白石 页岩 的 研 究 与 应 用 现 状
２ １ 扫 描 电 镜 下 的 微 观 结 构 研 究— — 天 然 纳 ． 米 级 微 孔 的 发 现
超细粉体及超细粉碎技术简述
基础差 ，引进消化进 口 设备后所产设备的质量 良 莠不
齐， 有的只是低水平 的仿制 ， 并 没有改进和提 高。 ５ ． ２ 超 细粉碎 设备发 展 的趋势
４ 超细粉碎设备 的分类
精 细陶瓷 原料细化处理、 梯度材料 、 金属与陶瓷复合材料 、 颗粒表面改性 环保 脱硫 超细碳 酸钙 、 固体废物再生利用 、 各种粉状污水 处理剂 化工 印刷 原料处理 、 涂料 、 油漆 、 催 化剂 油 墨生产 、 铜金粉 、 喷墨打印墨盒 、 激光打印和复印碳粉
３ 超细粉碎技术
仪器仪表分析和测试技术等学科。 超细粉碎技术不但 粒的晶体结构和物理化学性质的变化规律。
超 细粉 碎技术 。
我 国超细粉碎设 备发展 主要是 在 ２ Ｏ世纪 ７ ０ 年 代 种类 型已与世界上生产厂商品种不相上下 ， 国际上成熟
要研究颗粒粒径减小过程 ， 而且要研究粉体过程中颗 末 开始 ， 经过 ８ ０年代 、 ９ ０ 年代 的大力发展 ， 目前定 型机
致 认 同和较合 理 的划分 为 细粉体 ： 粒径为 ｌ ０ ～ ４ ５ ｍ；
超细粉体工业是多学科的组合 ， 超细粉体几乎应 微米粉体 ：粒径 为 １ ～ １ ０ ｍ；亚微米粉体 ：粒径为 用于国民经济的所有部门 ， 表２ 列 出了超细粉体涉及
０ ． １ ～ １ ｍ； 纳米粉体 ： 粒径 为 Ｏ ． ０ ０ １ ～ ０ ． １ １ Ｘ ｌ 。对 于 金 的行 业及 应用 范 围。
粒度砂 、 铸造型砂 、 微 粉磨料 、 超硬材料 、 固体润滑 粮食加工 、 化肥生产 、 添加剂生产 、 催凝剂生产 固体填料 、 补强材料 、 功能性填料及废 旧橡胶制品的再生 原料 制备 、 塑料喷涂 、 增强填料 、 粉末塑料制品
重晶石矿物材料的研究进展
重晶石矿物材料的讨论进展重晶石属于硫酸盐类矿物，化学式为BaSO4，构成为65.7%的BaO和34.3%的SO3。
重晶石属于斜方晶系，硬度3～3.5，密度4.5g/cm3。
矿物晶体透亮至半透亮，以板状或棱柱体产出，并呈现出玻璃、松脂光泽；某些重晶石在底轴面上会呈现珍珠光泽。
重晶石的晶型成板状放射晶簇、粗叶理状、粒状、土状等。
纯重晶石显白色、有光泽，由于杂质及混入物的影响也常呈灰色、浅红色、浅黄色等，结晶情况相当好的重晶石还可呈透亮晶体显现。
重晶石是一种紧要的含钡矿物，是制取钡和钡化合物最紧要的工业矿物原材料，具有密度大、难溶于水和酸、无毒、无磁性，能汲取—射线、—射线及—射线、热学性质稳定等特点。
世界范围内重晶石资源特别丰富，我国重晶石居世界第一，美国和印度分别居第二和第三。
我国重晶石矿资源丰富，储量和产量均居世界第一，也是世界上最大的重晶石出口国，在国际市场上占有紧要地位。
我国重晶石重要分布在21个省，以贵州省重晶石最多，保有储量占全国的34%，其次是湖南、广西、湖北、陕西、福建等省。
总的来说，我国重晶石矿产资源丰富，质量优异，分布较广，现保有储量和生产本领完全可以保证国家经济建设进展和对外出口的需要，开发前景特别广阔。
1.高纯重晶石的制备技术1.1物理提纯任何一种非金属矿都有它特定的矿物构成和化学构成，自然界的单矿物很少，所以需要一个物理提纯的过程。
重晶石物理提纯的重要方法有：手选、重选和磁选。
其中手选重要是依据重晶石与伴生矿物的颜色、密度等差异，选出块状的重晶石。
一些矿山，由于地质品位高、质量稳定，经手选就可以充足外贸出口要求。
如广西象州潘村矿，用手选法选富矿，粒度为15～30mm，BaS04含量可大于95%。
该方法简单易行，无需设备，但生产率低，资源挥霍大。
重选是依据重晶石与伴生矿物的密度差别，把原矿经洗矿筛分、碎裂、分级脱泥、跳汰、摇床等工艺，可获得品位大于88%的产品。
重晶石嵌布粒度大于2mm，通常用重介质分选、跳汰分选进行选别，重介质分选的最大粒度为50mm，湿式、干式跳汰分选的最大粒度约为20mm；嵌布粒度小于2mm，可用摇床或螺旋分级机进行分选，精选前须用水力旋流器除去泥料以提高选别效果。
一种超细改性元明粉的生产方法[发明专利]
![一种超细改性元明粉的生产方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/9224fb6c302b3169a45177232f60ddccdb38e677.png)
(10)申请公布号(43)申请公布日 (21)申请号 201510822141.6(22)申请日 2015.11.24C09C 1/00(2006.01)C09C 3/04(2006.01)C09C 3/08(2006.01)C09C 3/12(2006.01)(71)申请人湖南衡阳新澧化工有限公司地址421699 湖南省衡阳市石鼓区松木乡友谊村(72)发明人刘建 帅留芳 刘佳(54)发明名称一种超细改性元明粉的生产方法(57)摘要本发明涉及一种超细改性元明粉的生产方法，它包括如下步骤：（1）先将元明粉加入高速混合机搅拌并加热到100~110℃，排气，再将表面活化剂加入高速混合机，搅拌4~8分钟，出料备用；（2）将步骤（1）所得的备用料加入环辊粉磨机中研磨，即得到超细改性元明粉。
本发明工艺简单，研磨、改性一步完成，制得的超细改性元明粉粒度分布均匀，表面活化率高，疏水性好；可减少元明粉超细化后遇水汽团聚和重结晶，产品稳定性好；与高分子材料相容性好，界面结合力强。
(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页 说明书3页CN 106752088 A 2017.05.31C N 106752088A1.一种超细改性元明粉的生产方法，其特征在于：它包括如下步骤：（1）先将元明粉加入高速混合机搅拌并加热到100~110℃，排气，再将表面活化剂加入高速混合机，搅拌4~8分钟，出料备用；（2）将步骤（1）所得的备用料加入环辊粉磨机中研磨，即得到超细改性元明粉。
2.根据权利要求1所述的超细改性元明粉的生产方法，其特征在于：所述步骤（1）元明粉的粒度为80~120目，白度大于90。
3.根据权利要求1所述的超细改性元明粉的生产方法，其特征在于：所述表面活化剂的加入量为元明粉重量的0.5%~2%。
4.根据权利要求1所述的超细改性元明粉的生产方法，其特征在于：所述表面活化剂为十二苯磺酸钠、硅烷偶联剂和铝酸酯偶联剂中的一种或一种以上的组合。
关于超细矿物粉体环境安全性,我必须要告诉你这些
关于超细矿物粉体环境安全性，我必需要告知你这些近年来，随着环境医学和环境矿物学的进展，矿物粉体对环境和生物体造成的潜在安全性问题愈发受到人们的重视。
讨论表明：大矿物粉体都具有生物毒性，特别是亚微米和纳米级粉体的毒性效应更为显著。
超细矿物粉体材料在生产和使用过程中，甚至废弃以后，会以一种新的形态进入到环境中，其独特的结构和特别的构成成分在环境中极易被汲取或转化，并释放自由基、重金属等高活性和有毒有害物质，从而破坏环境和生物体体系平衡。
矿物大颗粒因其本身会释放毒性物质而表现出毒性，矿物粉体因其特有的超细效应诱导或者直接攻击细胞和微生物个体的特定部位而产生毒性，也有矿物超微粉体因其猛烈的吸着性极易携带其他有毒有害物质被生物体汲取而产生毒性。
按其作用对象不同，将超细矿物粉体环境安全性重要分为流行病学调查、微生物活性和细胞毒性三类。
1、矿物粉体流行病学调查超细矿物粉体能经过人体呼吸系统整个过程，进入人体后会在呼吸道中沉积，粉体颗粒本身及其溶出物导致机体组织功能紊乱，从而导致病变的发生。
粉体流行病学调查对象由长期在粉体环境下作业的工人，后来扩大至整个大气粉体环境中的人群。
在我国，以生产性粉体引起的法定职业病尘肺病为例，累计尘肺病例60余万人，近年每年新发尘肺病例在1万人左右，并且有上升趋势。
另外，流行病学调查结果显示，长期暴露在较大浓度的粉体环境中，呼吸道系统癌症发病率明显上升。
石棉粉体与间皮瘤、纤维肉瘤、腺癌和鳞状细胞癌的发生有直接关系，长期暴露在高浓度水泥粉体条件下会导致最大肺活量（FVC）降低。
宝石加工工人多发肺结核、肺气肿等疾病。
在建筑工业中，可吸入混凝土粉体的浓度远高于规定的安全底线，要想阻拦硅肺病非常困难。
纤维状沸石如毛沸石的危害性已引起了相当的关注。
讨论结果表明，农业粉体及其个别均能因其黏膜炎性和化脓性支气管炎、支气管四周的肺炎和肺脓肿、遍布性肺硬化、并形成个别的肺结节、淋巴组织增生等明显的生物学作用，并已被临床和形态学所证明。
超细矿物粉体增强材料的研究与开发
材料复 合后 ， 出独特 的物理 、 表现 化学性质的机理 ， 而依据此机理开发 出各种超细 矿物粉体增强 材料 ． 继 关 键词 ： 超细矿物粉体 ； 表面改性 ； ； 填充 复合 ； 增强材料
中图分类号 ：６ ３ ７ ０ １ ．
文 献标 识码 ： Ｂ
人类 应 用 的材料 多种 多样 ， 目前 还 没有 统 一 的分 类 方 法． 物 理 化 学属 性 来 分 ， 分 为 金 属 、 机 非金 从 可 无
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青海师专学报（ 教育科学 ）
Ｊ Ｒ Ｌ ＯＦ Ｑ￣ ＧＨＡ Ｕ ＯＲ Ｔ Ａ ＥＲ Ｃ Ｌ ＧＥ ＯＵ ＮＡ ＩＪ ＮＩ Ｅ ＣＨ Ｓ’ ＯＬ Ｅ
（ ｄ ｃｔ ｎＳ ｉ ｃ Ｅ ｕ ａｉ ｃ ｎ ｅ ｏ ｅ Ｊ
２０ Ｏ ７年 第 ５ Ｎ ． ２ ｃ ０ ．０ｒ ５ ７收稿 日源自 ：０ ７— ４—１ ２０ ０ ０
作者 简介 ： 张继成 （ ９５一） 男 ， 海乐都人 １５ ， 青
８ ・ ４
・
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张继成 ： 超细矿物粉体增强材料 的研究与开发
酸钙 （ ａ Ｏ ） Ｃ Ｓ 晶须 、 钛酸钾 （ Ｔ 晶须等工业 化产 品供应市场 ， ｉ ） Ｏ 晶须在 复合材料 中的增强作用是非 常突 出的． 碳化硅晶须具有高强度 、 高硬度 、 高模量 、 良好的化学稳定性 、 耐磨耐腐蚀 、 高温 氧化等优 良性能 ， 抗 并 且 细小 的 晶须 有利 于 晶须 与基 体材 料 的复合 ， 更 好地 改善 材 料 的性 能 ． 化硅 晶须 的加 入 对 陶瓷 的韧性 以便 碳 具有 明显的改 善作 用 ， 裂韧性 可提 高 １— 断 ２倍． 报道 ２ ｖｌ ｉ／ ｌ 体系 中， 据 ０ｏ％ＳＣ Ａ： ， ０ 测得 的热传 导率 比 Ａ： 基体的热传导率高出 ５ ％ ， ｌ ： ０ ０ 其抗热冲击性原来在 ４０６ ０ ０下弯 曲强度急剧下降 ， ＇ 而现在 ９０ ＇ ０ ０ 时抗弯 曲 ６ 强度不降低． 此外 ，ｉ ＳＣ晶须 的加入对改变其高温蠕变性有 明显效果．ｉ ＳＣ晶须增强的 Ａ： 复合陶瓷已经得 ｌ ， ０ 到了实际应用 ， 这种材质 的车刀 ， 不但寿命长 ， 其切削效率也较普通车刀明显提高 ， 其应用潜力极大． 据推测 ， ２０ ００年美 国陶瓷刀具的销售额为 ５ ３ ． 亿美元． 专家们预见 ，ｌ ２ 世纪材料发展的主要方 向是纳米复合材料系 统， 可望获得 从 室温 到 １０ ０断 裂韧 性 为 １Ｍ ａ的 复合 材 料． 铝 基合 金 中加 入 ＳＣ晶须 可 以 大 幅度 地提 ５ ０６ ＇ ５ｐ 在 ｉ 高材料的弹性模量 ， 改善合金的低 、 高温强度 ， 疲劳强度 ， 大大提高合金的耐磨性能． １ 表 是碳化硅 晶须的加
超细改性硅微粉（ST粉）在隧道喷射混凝土中的运用
超细改性硅微粉（ST粉）在隧道喷射混凝土中的运用摘要：在高速公路隧道施工过程中，一直以来隧道喷射混凝土超耗严重，其中因喷射混凝土施工时回弹造成的超耗占比达到20-25%。
本文依托勐绿高速公路工程项目，通过对喷射混凝土中掺加矿物外掺ST粉进行应用研究，从施工配合比设计、工艺性试验、经济效益到施工质量、进度、环水保及职业健康等方面进行试验分析总结，并在实践中推广运用，有效的降低了喷射混凝土施工的回弹损失。
关键词：ST粉；隧道喷射混凝土；运用；降低回弹损失1、工程概况勐绿高速公路起于云南省西双版纳傣族自治州勐腊县，经普洱市江城县，止于红河州绿春县城，是云南省高速公路网的重要组成部分。
主路线全长214.15公里，双向四车道，设计行车速度80公里/小时。
由我单位承建的倮德隧道设计为左、右线分离式隧道，左线长1930米，右线长1825米，属长隧道，为我项目重点控制性工程。
隧道围岩等级分别为Ⅳ级和Ⅴ级，地质主要以粉质黏土、泥岩、泥质粉砂岩为主，围岩松散破碎，富水性强，泥岩遇水易软化。
倮德隧道采用进出口对向掘进，前期施工时喷射混凝土回弹量大，洞内粉尘大，初支表面渗水严重，初支强度上升较慢。
为降低隧道喷射混凝土的回弹损失，提高初支质量，加快施工进度，本项目部特采用一种新型混凝土矿物掺合料——超细改性硅微粉（ST粉）。
2、超细改性硅微粉（ST粉）简介超细改性硅微粉（简称ST粉）是攀枝花锐歌新材料科技有限公司依托攀枝花当地独特资源优势，甄选含活性SiO2、CaO、Al2O3及TiO2等元素多种原材料，生产而成的一种新型硅钛复合混凝土矿物掺合料。
SiO2含量85%以上、TiO2含量5%以上，3d活性指数大于75%，28d活性指数大于95%，粒径1250目～6000目，比表面积≥1200m2/kg，需水比≤105%。
较普通的硅灰产品，该产品具有以下优势：①粒径跨度较大，级配优良；②分散性好；③需水比明显降低；④有效降低混凝土干缩率；⑤显著增强混凝土密实性；⑥可散装罐车运输。
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表面的亲水性减弱，憎水性加强，促进了粉体在硅
橡胶中的分散，致使二者接触面积增大。矿物粉
体的增强作用加强，因而硫化胶的力学性能提高。
分析表 的数据，可以看出，同一种矿物粉
体，不同的偶联剂，其增强效果不同。在所选择的
几种偶联剂中，硅烷偶联剂
和硼酸酯偶联
剂 的增强效果最好；硅烷偶联剂
次之；
钛酸酯偶联剂
较差。用
第 卷第期
矿物学报
，
年月
，
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文章编号：
（）
作为硅橡胶增强填料的超细 改性矿物粉体研究
吴季怀 魏从容 沈 振 胡东红 陈亦可
（华侨大学 材料物理化学研究所，福建 泉州
）
摘要：采用材料物理化学和复合材料的方法，系统地研究了八种矿物及其超细粉体和改性粉体与硅橡胶基体
容性最差。重钙的表面能［ ］较高（
／ ）， 粉体粒度的下降，比面积增大，与硅橡胶基体的接
且表面活性小，因而增强性能也较差。
触面积增大，相互作用加强，因而矿物粉体的增强
! 矿物粉体的粉体性质与增强性能 的关系
性能提高。但矿物粉体的粒度达到一定程度后， 进一步超细化对矿物粉体增强性能的提高作用不 显著。例 如 和 ，尽 管 它 们 的 粒 度 差 别 较
）。以单一矿物、单
一改性的矿物作填料，以 、 做填料的硫化胶
的力学性能也列于表 中。
通过双改性法和填料掺合法而得到的新型填
料，其增强性能有较大的提高。由表 可见，双改
性粉体（
）的 增 强 性 能 优 于 单 改 性 粉 体
（ ），并 基 本 上 超 过 。 掺 合 粉 体（
）的增强性能进一步提高，其力学性能已完
的联系。
Hale Waihona Puke 的力学性能就较差。在以未改性矿物粉体为填料
! 矿物粉体的表面性能对增强性能 的影响
的硫化胶中，! ／! 值按实验编号 ! ! ! ! 的顺序减小，相应的硫化胶的抗拉强度也按 同样顺序下降。在改性矿物粉体为填料的硫化胶
填料表面性能取决于填料的化学组成、表面 中也存在类似的规律。
基团、表面能、结构缺陷等因素。如果说，填料的
表 石英粉的增强效应
样品
抗拉强度／
久置石英粉
刚粉碎石英粉
力学性质 定伸模量／
抗撕强度／ ·
!!
填料粒度／
"!
"!
"!
复合矿物粉体对增强性能的影响
为探讨填料的互补效应，我们制备两种填料：
#先用 改性滑石粉体，然后再用
改性
之，得到双改性粉体（
）；$把 改性
的滑石粉体与用
改性硅灰石粉体等比例掺
合，得到混合填料（
匹配也是影响矿物粉体增强性能的一个因素［ ］。
高岭土粉体的表面能［ ］为
／ ，在 所 选 择
表 矿物填料的种类对硅橡胶增强的影响
填料
抗拉强度／
抗撕强度／ ·
定伸强度／
伸长率／
邵尔硬度
回弹率／
注： 滑石粉； 石英粉； 纤维状硅灰石粉； 粒状硅灰石粉； 高岭土粉； 叶蜡石粉； 绢云母粉； 重钙粉
收稿日期：
体，表面缺陷多，活性点多，反应性能好；当粉体长 时间搁置后，体内和表面质点的相互扩散，粉体表 面对空气中的水分和其他气体的吸附，使之表面 缺陷减少，活性点减少，反应性能降低。
第期
吴季怀等：作为硅橡胶增强填料的超细改性矿物粉体研究
#############################################################
全超过 ，并接近 。可作为硅橡胶增强剂部
分替代 使用。复合填料的增强性能优于单一
可以通过脱羟的形式与
反应，形成牢固的
化学键，改性效果较好。而在滑石矿物的表面，羟
基较少，化学改性时与
反应的效果不佳，改
性效果不是很好。
"## 表面羟基 由表 可见，以未煅烧的粉体为填料，其硫化
胶的力学性能要优于煅烧粉体。实际上这是粉体 的表面基团的变化引起的。矿物粉体经过 煅烧后，表面羟基通过脱水而缩聚，形成极性较小 的硅（铝）氧基。在填料与填料、填料与橡胶基体 的相互作用方面，硅（铝）氧基的作用比羟基小，因 而煅烧后的矿物粉体的增强作用较小，所形成的 复合材料的力学性能较差。
基金项目：国家自然科学基金项目（批准号：
）
矿物学报
年
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的几 种 矿 物 粉 体 中 最 高，与 硅 橡 胶 基 体 的 表 面
定伸强度等均有所上升。这一规律在所选
能［ （］
／ ）差值最大，因而与硅橡胶的互 择的 种矿物中都存在。其主要原因是随着矿物
和
中不含有这些特殊的基团，
橡胶基体键合，从而提高填料的增强性能。偶联 用它们改性的矿物粉体增强效果则一般。
剂 中含有硼酸酯基，它可使矿物粉体的表面
填料
抗拉强度／
表! 不同偶联剂的表面改性对硅橡胶增强性能的影响
抗撕强度／ ·
定伸强度／
伸长率／
邵尔硬度
回弹率／
注：下标 为（
， ）—
，和 ；
分别为矿物填料表面改性时所用的偶联剂；
!" 矿物粉体的粒度
大［ ］，但增强性能差别并不大。这是因为矿物粉 体的粒度到达一定程度后，进一步超细化，粉体的
我们把填料的粒度、比表面、长径比、聚集态 结构和晶态归结为填料的粉体性质［ ］。由表 的
表面能将急剧上升，填料粉体结聚以降低体系自 由能的倾向增大，矿物粉体在橡胶中分散度下降，
结果可看出，对同一种矿物而言，随着矿物粉体粒 使得增强性能提高不大。而且粒度太细也增加了
其他 种矿物粉体者。这主要是后 种粉体的表
面有较多表面羟基和吸附水，在硫化胶制备的混
炼和硫化过程中，这些表面吸附水将受热释放，在
硫化胶内部造成缺陷和空洞，从而降低粉体的增
强效果。矿物的表面吸附水也影响填料在硅橡胶
有机相中的分散，导致粉体的增强性能下降。而
滑石、石英、硅灰石粉体没有表面吸附水，因而增
强性能较好。另外，矿物粉体与硅橡胶的表面能
硅橡胶基体中增强行为的研究结果一致。
由表 的数据可见，矿物粉体与硅橡胶基体
以上的研究结果表明［ ］：粉体填料的尺寸、 的界面粘附功与界面张力的比值（! ／! ）与硫 比表面积、形状、聚集态结构等是影响其增强性能 化胶的抗拉强度呈正相关关系。也就是说二者比
的重要因素。而粉体的晶态与增强性能没有必然 值大，硫化胶的力学性能就好；比值小，则硫化胶
硅灰石 "粉体和硅灰石#粉体的化学组成 和表面基团显然相同。但在形状上，前者为颗粒 状，后者为针状或纤维状［ ］。选择粒度比较接近 的 和 粉体［ ］，比较其增强效果（表 ）。由 表 可知，以 为填料的硫化胶的大多数力学性 能均优于以 为填料者，即，在其他条件相近，纤 维状填料的增强性能优于颗粒状填料。
关键词：硅橡胶；矿物粉体；增强填料
中图分类号： ；
文献标识码：
作者简介：吴季怀，男， 年生，教授，博士学位，主要从事无机非金属材料、矿物材料和有机—无机复合材
料研究
矿物粉体硅橡胶增强填料制备的关键问题 是矿物粉体与橡胶基体的相互作用。目前尚未见 到以天然矿物为原料增强硅橡胶的报道，填料与 硅橡胶基 体 相 互 作 用 的 研 究 在 国 内 外 也 开 展 不 多，尤其缺乏系统研究。本文报道作者几年来在 矿物填料与硅橡胶基体相互作用的研究结果。
度的减小，比表面积的提高，硫化胶的抗拉强度和 矿物加工的难度和生产成本，意义不大。
填料!
抗拉强度／
表! 矿物填料的粒度对硅橡胶性能的影响
抗撕强度／ ·
定伸强度／
伸长率／
邵尔硬度
回弹率／
注：! 下标 ，， 分别表示矿物粉体经过 次， 次， 次超细粉碎； 代表气相白炭黑， 代表沉淀白炭黑
!! 矿物粉体形状
! 矿物种类对增强作用的影响
以滑石（ ）、石英（ ）、硅灰石 !（ ）、硅灰石" （ ）、高岭土（ ）、叶 蜡 石（ ）、绢 云 母（ ）、重 钙 （ ）等粉体为填料，按文献［ ］的配方和工艺制备
硅橡胶硫化胶。从表 可看出，以前 种粉体为
填料的硫化胶的抗拉强度、抗撕裂强度、 定
伸强度、回弹率、邵尔 型硬度等明显优于填充
复合材料的粘附功与界面张力比与硫化胶力
粉体性能将更多地影响填料与橡胶基体相互作用 学性能呈正相关关系有多方面的原因［ ，］。粘附
的“量”的话，那么，填料的表面性能将更多地影响 功侧重与反映填料与基体界面间的结合能力，界
填料与橡胶基体作用的“质”。这种作用将直接影 面张力则侧重于反映填料与基体界面间分离的能
改性的矿
物粉体具有较好的增强性能，是由于在偶联剂
矿物学报
年
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分子中含有能与硅橡胶基体反应的乙烯基， 能下降较多，用 改性，粉体的增强效果较好；
在过氧化物硫化的硅橡胶体系中，乙烯基能与硅 而
为（ ）!— （ — ’— ）"；
为（
）
； 为 — — —（ ’）
同一偶联剂，不同的矿物，其增强效果不同
（表 ）。造成这种不同的增强效果来源于偶联剂
的选择性，更具体地说，来源于改性前矿物粉体的
表面基 团 的 差 异。 根 据 硅 灰 石 的 组 成 和 基 本 结
构，其表面具有适量的羟基，在化学改性时，它们