.94· 工程科学学报，第41卷，第1期 表7改性多孔钢渣/炭黑质量比对改性多孔钢渣/橡胶复合材料力学性能的影响 Table 7 Effect of the mass ratio of modified porous steel slag carbon black on the mechanical properties of modified porous steel slag rubber composite materials 试样 磷酸/g 钢渣/g 硅烷KH550/g 炭黑/g 拉伸强度/MPa 邵尔A硬度 撕裂强度/(kNm1) 10° 0.8 20 0.20 30 21.2 71.5 48.1 11* 1.0 25 0.25 25 19.8 70.6 46.7 2# 1.2 30 0.30 20 18.4 68.8 44.6 12 1.4 35 0.35 15 14.3 63.7 40.3 13# 1.6 40 0.40 10 8.5 57.9 32.8 1400(a) 1400(b) 1200Ca0D 1200 1000 Ca(OH), 1000 800 800 F-Ca0 Ca(OH), 600 400 400 200 200 0 20 304050 60 70 80 20 0 20.30 4050607080 20i9 1400(c) 1200 1000 最 600 400 200 10 20304050607080 20) 图4改性多孔钢渣(a)、橡胶(b)和2改性多孔钢渣/橡胶复合材料(c)的X射线衍射图 Fig.4 XRD of modified porous steel slag (a),rubber (b),and 2*modified porous steel slag/rubber composite materials (c) Ca(0H),与少量f-Ca0,使其具有碱性填料的性质. 烷KH550/多孔钢渣质量比、促进剂/硫磺质量比、 橡胶呈现典型的“馒头峰”，其衍射强度高且峰型 硬脂酸/氧化锌质量比和改性多孔钢渣/炭黑质量比 宽.2改性多孔钢渣/橡胶复合材料中既存在改性 对改性多孔钢渣/橡胶复合材料力学性能的影响，并 多孔钢渣的衍射峰，也存在橡胶的衍射峰，同时2 且分析其影响机理.得出以下结论： 改性多孔钢渣/橡胶复合材料中改性多孔钢渣的衍 (1)当磷酸用量为1.2g、钢渣用量为30g、硅 射峰强度大幅下降.上述现象说明一方面改性多孔 烷KH550用量为0.3g、炭黑用量为20g、促进剂用 钢渣与橡胶之间以物理方式进行复合；另一方面利 量为0.8g、硫磺用量为1.2g、硬脂酸用量为0.8g、 用磷酸与硅烷KH550制备改性多孔钢渣，可以良好 氧化锌用量为2.2g和橡胶用量为100g时，改性 的被橡胶进行有效包裹 多孔钢渣/橡胶复合材料的力学性能较好，即拉伸 强度为18.4MPa,邵尔A硬度为68.8，撕裂强度为 3结论 44.6kN-m-1 采用磷酸与硅烷KH550改性制备改性多孔钢 (2)磷酸可以有效去除钢渣孔中的杂质，从而 渣，利用其代替部分炭黑与橡胶进行复合，制备改性 达到大幅增加钢渣比表面积、孔体积和平均孔径的 多孔钢渣/橡胶复合材料，研究磷酸/钢渣质量比、硅 目的：硅烷KH550与钢渣表面的羟基发生化学作用工程科学学报,第 41 卷,第 1 期 表 7 改性多孔钢渣/ 炭黑质量比对改性多孔钢渣/ 橡胶复合材料力学性能的影响 Table 7 Effect of the mass ratio of modified porous steel slag / carbon black on the mechanical properties of modified porous steel slag / rubber composite materials 试样 磷酸/ g 钢渣/ g 硅烷 KH550 / g 炭黑/ g 拉伸强度/ MPa 邵尔 A 硬度 撕裂强度/ (kN·m - 1 ) 10 # 0郾 8 20 0郾 20 30 21郾 2 71郾 5 48郾 1 11 # 1郾 0 25 0郾 25 25 19郾 8 70郾 6 46郾 7 2 # 1郾 2 30 0郾 30 20 18郾 4 68郾 8 44郾 6 12 # 1郾 4 35 0郾 35 15 14郾 3 63郾 7 40郾 3 13 # 1郾 6 40 0郾 40 10 8郾 5 57郾 9 32郾 8 图 4 改性多孔钢渣(a)、橡胶(b)和 2 #改性多孔钢渣/ 橡胶复合材料(c)的 X 射线衍射图 Fig. 4 XRD of modified porous steel slag (a), rubber (b), and 2 # modified porous steel slag / rubber composite materials (c) Ca(OH)2与少量 f鄄CaO,使其具有碱性填料的性质. 橡胶呈现典型的“馒头峰冶,其衍射强度高且峰型 宽. 2 #改性多孔钢渣/ 橡胶复合材料中既存在改性 多孔钢渣的衍射峰,也存在橡胶的衍射峰,同时 2 # 改性多孔钢渣/ 橡胶复合材料中改性多孔钢渣的衍 射峰强度大幅下降. 上述现象说明一方面改性多孔 钢渣与橡胶之间以物理方式进行复合;另一方面利 用磷酸与硅烷 KH550 制备改性多孔钢渣,可以良好 的被橡胶进行有效包裹. 3 结论 采用磷酸与硅烷 KH550 改性制备改性多孔钢 渣,利用其代替部分炭黑与橡胶进行复合,制备改性 多孔钢渣/ 橡胶复合材料,研究磷酸/ 钢渣质量比、硅 烷 KH550 / 多孔钢渣质量比、促进剂/ 硫磺质量比、 硬脂酸/ 氧化锌质量比和改性多孔钢渣/ 炭黑质量比 对改性多孔钢渣/ 橡胶复合材料力学性能的影响,并 且分析其影响机理. 得出以下结论: (1)当磷酸用量为 1郾 2 g、钢渣用量为 30 g、硅 烷 KH550 用量为 0郾 3 g、炭黑用量为 20 g、促进剂用 量为 0郾 8 g、硫磺用量为 1郾 2 g、硬脂酸用量为 0郾 8 g、 氧化锌用量为 2郾 2 g 和橡胶用量为 100 g 时,改性 多孔钢渣 / 橡胶复合材料的力学性能较好,即拉伸 强度为 18郾 4 MPa,邵尔 A 硬度为 68郾 8,撕裂强度为 44郾 6 kN·m - 1 . (2)磷酸可以有效去除钢渣孔中的杂质,从而 达到大幅增加钢渣比表面积、孔体积和平均孔径的 目的;硅烷 KH550 与钢渣表面的羟基发生化学作用 ·94·