煤矸石是煤层中或煤层周围伴有可燃物质的岩石，是采煤和选煤过程中所排出的工业废料，主要矿物由高岭土和有机矿物组分构成，煤矸石的大量排放不仅占用大量土地，而且还会对土壤、植被、水体和大气造成严重的污染，危害人体健康。本论文用煤矸石作原料，通过超细粉碎，表面改性制成了一种高分子聚合物的补强填充剂。用它部分取代炭黑做橡胶补强填充剂，既可以利用废物，又能降低橡胶制品的价格，具有明显的经济效益和社会效益。 实验中的煤矸石采自山西某矿，主要化学组成为SiO₂：31.98％，Al₂O₃：19.95％，Fe₂O₃：0.74％，烧失量：45.7 5％ DBP吸油值0.45～0.50ml／g，DTA分析表明，煤矸石矿物组成为高岭土和部分有机组分。 用超细气流粉碎机对煤矸石超细粉碎以后获得三个产品，用激光粒度分析仪对其粒度分析结果表明，煤矸石的大部分颗粒都在1 μm以下，粉碎前后的红外光谱表明煤矸石经超细粉碎以后，表面的有机官能团活性变强。 本课题用硅烷偶联剂KH-550、钛酸酯偶联剂NDZ-130、NDZ-201对粉碎后的煤矸石进行了表面改性，并用活化指数法和红外光谱对表面改性的煤矸石进行太原理}_大学顿一卜泪{究‘}几学位论文预评价，结果表明在改性后煤研石的表面覆盖了一层有机分子，山亲水农面变为疏水表面，井对改性的机理作一了进一步的讨论。 将经过超细粉碎和表而改性的煤研石填充到人然橡胶中，对混炼胶的拉伸强度、撕裂强度等力学性能的测试结果表明，煤研石的粒度，表面性质、表而改性剂的利，类等对混炼胶性能有很大的影响，祠’‘粉粒度越细，与橡胶基体的作用越好，混炼胶的性能越好。超细煤研石表面的有机基团和大量缺陷，使它不同于一般的无机填料，而使用不同的偶联剂对混炼胶的性能的改变也不1!一刁，所以选用合适的偶联剂对于提高改性效果足关键的_一‘步。 煤研石的填充量的大小对橡胶的力学性能有很大的影响，在天然橡胶用量为300克时，粗煤研石工liJ量为759左右，超细煤研石用量为759一1059，改性煤研石在1059左右时补强性能址仕。 另外，本论文还对锻烧煤研石和非锻烧煤不i1=石进行了对比，结果表明锻烧煤研石和非锻烧煤研石的改性机理，与橡胶基体的作用机理都有很人的不同。非锻烧煤研石主要是利用表面的烃基，而锻烧煤歼石则主要是利用农而的51一。键和八卜。键。