花岗岩废料闭孔发泡陶瓷的制备与性能研究

以花岗岩废料为主要原料,玻璃粉为助熔剂,碳酸钠和碳化硅为复合发泡剂,制备发泡陶瓷。考察了烧成温度、保温时间和发泡剂掺量等工艺参数对发泡陶瓷孔结构、孔隙率、表观密度、抗压强度等性能的影响。研究结果表明,烧成的发泡陶瓷泡孔大多为闭口孔,且孔壁内部封闭了许多微小气孔;当Na_(2)CO_(3)和SiC复合发泡剂掺量为3.5%,烧成温度为1100℃,保温时间为120 min时制备的发泡陶瓷性能最优,其孔隙率为87.9%,平均孔径为0.81 mm,表观密度为0.275 g/cm^(3),抗压强度为4.2 MPa。

对甲苯磺酸钠诱导直接转化制备氢氧化镁

为了省去酸解步骤,以水镁石为原料制备晶型良好、表面极性较低的氢氧化镁,采用对甲苯磺酸钠作为诱导剂,诱导活化后的水镁石直接转化水热制备氢氧化镁。对水热时间、温度、氢氧化钠溶液浓度做了单因素实验。实验得到最佳反应条件:对甲苯磺酸钠与水镁石粉物质的量比为1∶20、填充度为70%、水热时间为12 h、水热温度为200℃、氢氧化钠溶液浓度为5 mol/L。通过谢乐公式计算出所得纳米氢氧化镁的平均晶粒尺寸为14.6 nm。

对甲苯磺酸钠对直接转化制备氢氧化镁的影响

以水镁石为原料,马弗炉中340℃煅烧后,在水热反应釜中,以对甲苯磺酸钠作为诱导剂,直接转化制备氢氧化镁,并考查诱导剂对氢氧化镁形貌的影响和诱导剂的循环使用性能。结果表明:对甲苯磺酸钠对氢氧化镁的形貌起到类似晶型导向剂的作用,且对甲苯磺酸钠的重复使用性能良好;通过改变水热溶剂为5 mol/L的氢氧化钠溶液,能改变氢氧化镁产品的表面极性和纯度。

碱法制浆黑液制备木素酚醛树脂及其应用研究

在研究纯酚醛树脂合成工艺可行性的基础上,利用碱法制浆黑液替代苯酚合成木素酚醛树脂,对影响其性能的反应回流时间、催化剂用量、黑液添加量进行考察,并应用于刨花板。研究结果表明:碱法制浆黑液可以替代苯酚合成性能良好的木素酚醛树脂,较佳的合成工艺为,反应回流时间60 min、催化剂用量20%、制浆黑液添加量30%。对应的木素酚醛树脂性能指标pH=11.24,动力黏度1560 mPa·s(30℃),固含量51.6%,游离甲醛含量0.114%,胶合强度为1.77 MPa,均符合国标的要求。压制的刨花板性能指标达到了潮湿状态下重载型刨花板的使用要求。

化学处理对天然橡胶粘接性能的影响

通过TCCA/MEK溶剂型卤化法处理天然橡胶(NR),以解决其表面能低、粘接性能差的问题,并探讨了T型剥离强度确定最佳处理工艺。研究结果表明:T型剥离强度确定最佳处理工艺为,先将NR打磨,在室温下表面涂覆,w(TCCA)=15%(相对于TCCA/MEK溶液质量而言),且处理时间20 min;用801强力胶粘接处理后的NR,T型剥离强度可达到2.85 N/mm,破坏方式为内聚破坏。

酸碱处理对三元乙丙橡胶粘接性能的影响

分别用硫酸和碱处理方法对EPDM(三元乙丙橡胶)表面进行处理,以解决其存在内聚能低、粘接性能差的问题。研究结果表明:表面处理能够清除弱边界层,引入羰基、醚键等极性基团,增加表面粗糙度,明显提高粘接强度。其中用SikaFast-5215粘接打磨碱处理后的橡胶T型剥离强度可达到2.13 N/mm,破坏方式为内聚破坏。

表面处理对聚乙烯粘接性能的影响

为了提高聚乙烯板材的粘接性能,分别用火焰和空气等离子体处理方法对聚乙烯板材试样表面进行处理,根据拉伸剪切强度确定最佳处理工艺。采用傅立叶变换红外光谱、X射线光电子能谱、扫描电子显微镜、能谱仪、接触角检测等手段分析试样表面处理前后的化学组成、形貌、润湿性。结果表明,火焰处理最佳工艺条件:试样未打磨,处理距离1cm,处理速率0.625cm/s;空气等离子体处理最佳工艺条件:试样未打磨,放电功率500W,气体压力0.06MPa,放电气体为空气,处理距离1.5cm,处理时间4s。表面处理能够去除试样表面的弱边界层,引入含氧极性基团羟基和羧基,提高表面化学活性。经过火焰或空气等离子体处理的试样表面接触角分别降低为91.04°和22.43°,润湿性能得到改善。两种表面处理方法都能够明显提高试样的粘接性能。其中天山1956胶粘剂粘接火焰处理的未打磨试样,其拉伸剪切强度最大可达到4.063MPa,破坏方式为粘附破坏。

木质素液相催化解聚研究现状

木质素是一种天然非晶三维聚合物,是木质纤维素类生物质的主要组分。木质素结构中含有丰富的芳香结构以及甲氧基、酚羟基、醇羟基、羰基、醛基等官能团,是自然界中唯一具备芳香族单体的可再生资源。将木质素转化为具有高附加值的液体燃料和化学品是缓解化石资源危机的有效途径。然而,由于结构复杂,木质素是生物质三大组分中最难以被高值化利用的组分。木质素液相催化解聚在液相环境中进行,反应条件较温和,产物选择性高,因而受到广泛关注。基于木质素结构,综述国内外木质素液相催化解聚研究进展,在此基础上,对其存在问题和解决方法进行了合理分析,并指出未来发展方向。

木焦油基环氧树脂的合成与性能研究

以精木焦油和环氧氯丙烷为主要原料,采用一步法合成了环氧树脂,对其环氧值和黏度进行了测试,并采用1H和13C核磁共振波谱对其结构进行了表征。用该木焦油基环氧树脂制备防腐清漆,对涂膜的物理性质和耐腐蚀性能进行了测试。结果表明,用精木焦油替代双酚A能够合成出性能优异的环氧树脂,有效解决了环氧系防腐涂料涂膜脆性大、柔韧性差、耐冲击性不佳的缺陷,同时提升了涂料的防腐蚀性能。

造纸污泥-煤矸石陶粒轻骨料的制备及性能研究

在分析了造纸污泥和煤矸石化学成分、矿物组成和热失重特性的基础上,添加黏土、钾长石、玻璃粉等辅料,在一定的烧制程序下烧制陶粒轻骨料.研究了原料中造纸污泥和煤矸石的配比、烧结温度对陶粒轻骨料的表观密度、吸水率、抗压强度及微观结构的影响.结果表明,相同原料配比下,烧结温度对陶粒轻骨料的表观密度和抗压强度的影响规律基本一致.随着烧结温度的升高,用同一原料配比烧制的陶粒轻骨料的吸水率不断降低并趋于平缓.当烧结温度大于1290℃时,用掺量为60%的造纸污泥烧制的陶粒轻骨料的表观密度最小.以造纸污泥和煤矸石为主要原料,黏土、钾长石、玻璃粉为辅料,在合理的原料配比和烧制程序下,可以烧制出轻质、吸水率低、抗压强度高、孔道结构丰富的陶粒轻骨料.

以煤矸石制备发泡陶瓷的研究

以煤矸石、钾长石为主要原料,四硼酸钠和氢氧化钠为助熔剂,Na_(2)CO_(3)和SiC为混合发泡剂,制备发泡陶瓷。考察了煤矸石掺量、烧结温度、保温时间、发泡剂掺量等工艺参数对发泡陶瓷表观密度、孔隙率、导热系数和力学性能的影响。结果表明:煤矸石掺量为50%,发泡剂掺量为7%,烧结温度为925℃,保温时间为60 min时,制备的发泡陶瓷综合性能最佳。其表观密度为463.4 kg·m^(-3),孔隙率为80.6%,抗压强度为3.0 MPa,导热系数为0.1421 W·m^(-1)·K^(-1)。XRD结果显示,发泡陶瓷物相有石英、霞石和钠长石;SEM结果显示,所制备的发泡陶瓷内部由封闭独立的大气孔与微小气孔组成,孔壁内存在的微小气孔进一步提高了发泡陶瓷的孔隙率。

利用硅酸盐质废料制备发泡陶瓷的研究

分别以煤矸石、石英砂、花岗岩、大理石等硅酸盐质废料为主要原料,以钾长石、Na_(2)B_(4)O_(7)·10H_(2)O和NaOH为助溶剂,Na_(2)CO_(3)和SiC混合为发泡剂制备发泡陶瓷。采用热分析分别确定混合料烧结温度区间,XRD、SEM等方法对所制备发泡陶瓷进行表征,并探究该配方体系的发泡机理。结果表明,以煤矸石、石英砂、花岗岩、大理石等硅酸盐质废料在此配方体系下,均可在较低烧结温度下制备出性能较好的发泡陶瓷。以Na_(2)B_(4)O_(7)·10H_(2)O和NaOH为助熔剂,在较强碱性体系下能有效降低发泡陶瓷烧结温度。同时,在此烧结温度下,发泡剂Na_(2)CO_(3)和SiC协同作用,使发泡陶瓷形成大小气孔相间的封闭孔结构。

植物纤维增强阻燃酚醛泡沫的制备及性能研究

采用热处理杨木纤维和硅溶胶对酚醛泡沫(PF)进行增韧和阻燃改性,探究不同热处理方式对杨木纤维表面、热学性能及微观结构的影响,探究热处理杨木纤维、硅溶胶的添加量对PF性能的影响。结果表明:与未处理杨木纤维相比,碱热处理杨木纤维的最大质量损失速率的温度降低37℃,残炭率提高7.5%。与纯PF相比,只添加15%碱热处理杨木纤维的PF的压缩强度和冲击强度分别增加23 kPa和0.62 k J/m2,粉化率降低6.22%,LOI由25.66%降至23.11%,说明碱热处理植物纤维可以增强增韧PF,但降低PF的阻燃性能。继续添加20%的硅溶胶,PF的压缩强度和冲击强度进一步提高,粉化率降至5.59%,LOI提高至32.11%,说明硅溶胶可以进一步增韧增强PF,并改善植物纤维对PF燃烧性能的影响。

基于可再生资源的新型建筑材料研发与应用

我国是建筑业大国,每年新增建筑约20亿m2,其中95%以上为高能耗建筑,建筑能耗占社会总能耗的30%以上,且随着我国城镇化率的提高还有不断扩大的趋势,因此建筑节能刻不容缓.随着"十四五"规划和2035年远景目标的制定实施,全国多个省份明确将"加快绿色低碳发展""推广绿色建筑"写入"十四五"规划文件.采用外墙保温是实施建筑节能的有效措施之一,但建筑外保温在施工实践中面临诸多困难.有机保温材料因质轻、导热系数低,占据90%的建材市场,但其防火性能差,频繁引发的建筑火灾敲响了建筑防火的警钟.无机保温材料具有防火不燃、耐久性良好的特点,但市面上常见的泡沫混凝土、泡沫玻璃等存在容重大、吸湿性强等缺点.市场亟需一种轻质、阻燃、导热系数低、价格低廉的新型建筑保温材料.

醇-水体系下木质素的提取及结构表征

以樟木为原料,在醇-水体系下,采用不同催化剂催化提取樟木木质素,并对提取木质素进行FT-IR、紫外、SEM-EDS、质谱和热重等表征,分析木质素的结构、形貌。结果表明所考察的几种催化剂均可催化提取樟木木质素,其中浓H_(2)SO_(4)和AlCl_(3)·6H_(2)O催化提取木质素有较高收率。选取浓H_(2)SO_(4)和AlCl_(3)·6H_(2)O催化提取樟木木质素进行表征,结果表明醇-水体系下,不同催化剂催化提取樟木木质素的结构有所不同。樟木木廇素主要由愈创木基和紫丁香基结构单元组成,且结构较完整,具有较高品质。在醇-水体系下,选取较温和的催化剂AlCl_(3)·6H_(2)O催化提取不同木质原料木质素,也获得了较高的木质素得率。