钢渣是冶金工业中产生的主要固体废弃物, 其产量约为每年粗钢产量的15%~20%。 由于技术的局限, 导致我国钢渣利用率较低, 仅为年钢渣产量的10%, 同时加之管理制度的不健全, 导致钢渣大量露天堆放, 对土地资源、 地下水源, 以及空气质量形成严重影响。 面对上述问题, 以热闷渣、 电炉渣和风淬渣研发改性钢渣微粉, 并且将改性钢渣微粉与复合橡胶进行复合制备改性钢渣/橡胶复合材料。 依据《硫化橡胶或热塑性橡胶热空气加速老化和耐热试验》（GB/T3512—2014）对改性钢渣/橡胶复合材料进行热氧老化处理, 采用平衡溶胀法测定改性钢渣/橡胶复合材料的交联密度, 扫描电子显微镜（SEM）、 热重分析仪（TGA）和傅里叶转换红外光谱仪（FTIR）分别测试其微观形貌、 失重率和结构组成, 从微观层面阐述改性钢渣/橡胶复合材料的热氧老化机理。 结果表明在热氧老化前期老化作用在改性钢渣/橡胶复合材料表面, 其内部以交联键形成反应为主; 在热氧老化中期老化作用已经作用改性钢渣/橡胶复合材料内部, 造成交联键断裂反应速度高于交联键形成反应速度, 形成大量断裂交联键; 在热氧老化后期由于改性钢渣/橡胶复合材料内部已经存在大量断裂交联键, 导致主链及交联键断裂速度降低, 交联键形成反应占优势。 改性钢渣微粉以热闷渣（SiO2含量高）为原材料, 有利于形成聚合物大分子链贯穿炭黑网络的结构, 提高综合性能, 尤其是物理机械性与滞后性; 以电炉渣、 风淬渣（Fe2O3含量高）制备改性钢渣微粉, 有利于热传导性能的改善, 不仅提高改性钢渣/橡胶复合材料的耐热性, 而且提高其硬度与脆性。 热氧老化过程中改性钢渣/橡胶复合材料内部在橡胶分子链α-H上发生了不同程度的氧化反应, 并在橡胶分子链周围生成了羟基、 羧基和醇类化合物, 双键烯氢含量降低。

钢渣作为炼钢过程中产生的固体废弃物, 矿渣作为高炉炼铁过程中的副产品, 其存在难以利用与附加值的问题。 面对上述问题, 利用钢渣与矿渣开发一种价格低廉的复合橡胶填料用于橡胶领域。 采用磁选热闷渣、 未磁选热闷渣、 矿粉和助磨-改性复合剂制备改性钢渣-矿粉复合橡胶填料, 并且用于复合橡胶体系。 研究磁选热闷渣用量、 未磁选热闷渣用量、 矿粉用量和助磨-改性复合剂用量对改性钢渣-矿粉基橡胶复合材料性能的影响, 并且分析其影响机理。 结果表明, 以磁选热闷渣用量150 g、 未磁选热闷渣用量150 g、 矿粉用量150 g和助磨-改性复合剂用量9 g制备的改性钢渣-矿粉复合橡胶填料补强-阻燃性能最优。 按改性钢渣-矿粉复合橡胶填料∶炭黑质量比20∶30制备的改性钢渣-矿粉基橡胶复合材料, 其拉伸强度为21.83 MPa、 撕裂强度为46.23 kN·m-1、 邵尔A硬度为62、 磨耗量为159 mm3、 极限氧指数为19.8%与燃尽时间为187 s。 助磨-改性复合剂不仅降低粒径尺寸、 提高粒径均匀性, 而且改善钢渣-矿粉复合橡胶填料的表面结构与性质, 有利于改性钢渣-矿粉复合橡胶填料在复合橡胶体系中均匀分散, 提高相容性。 钢渣与矿粉在助磨-改性复合剂的作用下发生化学反应, 改变了钢渣与矿粉的物相组成, 提高补强性能与阻燃性能。