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粉石英矿是一种天然产出的粉状石英矿床,具有颗粒细、易加工、用途广等特点。粉石英易采选、成本低,而且不需碾磨即可使用。同时,粉石英具有一系列优良的物理化学性质,可以广泛应用于陶瓷、耐火材料、橡胶和塑料填料等领域,是工业领域一种重要的新型工业矿物原料。 我国西部具有丰富的粉石英矿产资源,但深加工技术比较落后,应用领域还不广泛,利用量也较少。粉石英表面改性是对粉石英性质进行优化,开拓新的应用领域,提高新的工业价值和附加值的有效途径和重要技术之一。 论文介绍了粉石英的基本性能及应用前景,分析了粉石英表面改性研究的现状,针对目前粉石英改性研究中存在的问题进行了改性试验研究。尝试利用机械力化学法进行表面改性,期望通过多种力的作用来加强粉石英的改性效果;通过四种途径对粉石英进行了改性,即:铝酸酯DL-411改性,硅烷KH-570改性,铝酸酯DL-411与硅烷KH-570混合使用的混合改性,先用硅烷KH-570后用铝酸酯DL-411的复合改性,以期通过综合应用铝酸酯DL-411及硅烷KH-570的特点,在提高改性效果的前提下降低改性成本;采用粘度、浸润性、活化指数、红外光谱及填充实验等多种方法对粉石英的改性效果进行了表征,探索粉石英改性效果的有效表征技术,优化了改性工艺;探讨了铝酸酯DL-411及硅烷KH-570之间相互缠绕和交联作用机理。论文取得的主要成果、认识和进展如下: 1.在试验的改性条件下,铝酸酯DL-411、硅烷KH-570、混合偶联剂及复合偶联剂的最佳用量分别为1.2%、1.5%、0.7%和1.4%。 2.硅烷KH-570改性、混合改性及复合改性中,偶联剂与粉石英颗粒表面产生了化学键合;而铝酸酯DL-411改性中,铝酸酯与粉石英表面没有产生化学键合,而是产生物理吸附。 3.硅烷KH-570改性、混合改性及复合改性粉石英填充制品的力学性能有很大的提高,其应用效果均有较大程度的改善。而铝酸酯DL-411对粉石英的改性没有明显改善粉石英的应用效果。可能与偶联剂是否和粉石英颗粒表面产生化学键合作用有关。 4.铝酸酯DL-411与硅烷KH-570混合改性及复合改性中,硅烷KH-570与铝酸酯DL-411之间均存在着相互作用,但复合改性中的相互作用不如混合改性中的明显。偶联剂之间的相互作用主要通过铝酸酯中的C3H7O-基团与水解后的硅烷中的-OH基团反应,从而发生缠绕与交联途径来实现。混合应用硅烷与铝酸酯时,由