【摘 要】
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随着资源的开发与利用,优质的高岭土资源日趋减少,高岭土的需求量却不断地增加,合理开发利用煤系高岭土势在必行。我国有丰富的煤炭资源,煤炭开采过程中会产生大量的煤系高岭土,在工业生产中煤系高岭土已成为最多的工业废弃物,对环境产生了很大影响,充分开发利用煤系高岭土具有理论及实际应用意义。针对煤系高岭土开发与利用问题,本文以煤泥为原料,利用小锥角水力旋流器在煤泥中分级提取不同粒度煤系高岭土,对提取的煤系高
【基金项目】
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辽宁省教育厅重点攻关项目（煤系高岭土作橡胶补强填料及作用机理研究LJ2019ZL004）； 辽宁工程技术大学创新团队项目（LNTU20TD-34）； 辽宁省自然资源厅项目（煤矸石暨煤系共伴生矿物分离富集高效洁净利用研究202420125）； 阜新市科技计划（阜新煤矸石规模化高中低档系列产品开发关键
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随着资源的开发与利用,优质的高岭土资源日趋减少,高岭土的需求量却不断地增加,合理开发利用煤系高岭土势在必行。我国有丰富的煤炭资源,煤炭开采过程中会产生大量的煤系高岭土,在工业生产中煤系高岭土已成为最多的工业废弃物,对环境产生了很大影响,充分开发利用煤系高岭土具有理论及实际应用意义。针对煤系高岭土开发与利用问题,本文以煤泥为原料,利用小锥角水力旋流器在煤泥中分级提取不同粒度煤系高岭土,对提取的煤系高岭土进行改性研究,研究其改性效果,并利用改性后的煤系高岭土30%代替炭黑补强丁苯橡胶,对得到的补强橡胶制品进行测试,研究其性能,以此找出最佳的改性条件,主要进行了如下工作:煤泥取自阜新矿业集团恒大选煤厂,通过扫描电镜、XRD和粒度分析等分析可知,煤泥中伴生矿物主要有石英、煤系高岭土等,结构为片层状,表面凹凸不平,粒度D98为58.44m。对煤泥采用串联小锥角水力旋流器提取煤系高岭土,得到Y150、Y75、Y50和Y25四种产品作为橡胶填料原料。对四种煤系高岭土进行单因素改性和正交实验改性研究,结果表明,当煤系高岭土为Y50、硅烷偶联剂种类为硅烷偶联剂JL、用量（wt%）为1%、改性温度为105℃时,活化指数和接触角最大,分别为0.993和130.5°。改性煤系高岭土替代30%炭黑做丁苯橡胶补强填料实验研究,通过单因素和正交实验研究找出来最佳改性条件,与预评价结果一致。制备的改性煤系高岭土可以30%代替炭黑作补强填料,性能满足实用要求。采用XRD、SEM、FTIR、热失重等方法对改性煤系高岭土和橡胶制品进行分析表征,结果表明硅烷偶联剂未进入煤系高岭土的层间;改性后煤系高岭土相对于改性前煤系高岭土出现了新的红外峰,说明了偶联剂与煤系高岭土表面形成的R-Si-O振动吸收峰,表明改性药剂与煤系高岭发生了化学反应;改性后的煤系高岭土粒子在橡胶基体的分散性有所增加,团聚现象减弱。偶联剂与煤系高岭土及橡胶高分子之间发生了化学键合,作用牢固。偶联剂与填料之间存在强的相互作用使橡胶分子分解受到抑制（通过偶联剂将填料与橡胶基体牢固的连接起来,增强了填料与基体的结合）,从而有效提高了橡胶制品的性能。该论文有图37幅,表19个,参考文献89篇。
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