电解锰渣填充PP、HDPE和PVC复合材料的制备及其性能研究
发布时间：2020-06-17 18:25
【摘要】：电解锰渣是电解法制备金属锰的过程中产生的残渣,英文名称是Electrolytic Manganese Residue,简称为EMR。随着电解锰企业的发展,EMR的处理已经成为了阻碍电解锰企业发展的难题。本文主要研究EMR的处理及其在聚丙烯(PP)、高密度聚乙烯(HDPE)和聚氯乙烯(PVC)基复合材料中的应用。利用蒸馏水洗涤EMR,170℃下干燥至恒重,球磨使其边界粒径(D9G)降低至10μm,然后分别与硬脂酸(SA)、钛酸酯、硅烷偶联剂KH-550和KH-560共混,得到了一系列表面修饰的EMR。将表面修饰后的EMR分别与PP、HDPE和PVC进行熔融共混、双螺杆挤出并注塑成型得到相应的复合材料,考察了修饰剂种类、修饰剂添加量和EMR添加量对PP(或HDPE或PVC)/EMR复合材料机械性能的影响。在120℃热氧老化作用下,考察了热氧老化时间对PP(或HDPE或PVC)/EMR复合材料机械性能的影响。与PP相比较,PP/EMR复合材料的弯曲强度和弯曲模量均提高,120℃热氧老化后的力学性能均降低。对修饰剂种类、修饰剂添加量及电解锰渣在PP中的添加量进行控制变量,力学性能结果显示:利用0.3 phr硅烷偶联剂KH-550修饰40 phr EMR,制备得到PP/EMR复合材料的冲击强度最大为19.5 kJ·m-2,在120℃下热氧老化120 h后,冲击强度保持率为85.0%。与HDPE相比较,HDPE/EMR复合材料的弯曲强度和弯曲模量均提高,120℃热氧老化后的力学性能均降低。对修饰剂种类、修饰剂添加量及电解锰渣在HDPE中的添加量进行控制变量,力学性能结果显示:利用3.75 phr SA修饰30 phr EMR,制备得到HDPE/EMR复合材料的缺口冲击强度为最大16.7 kJ·m-2,在120℃下热氧老化120 h后,冲击强度保持率为122.2%。与PVC相比较,PVC/EMR复合材料的弯曲强度和弯曲模量均提高,120℃热氧老化后的力学性能均降低。对修饰剂种类、修饰剂添加量及电解锰渣在PVC的添加量进行控制变量,力学性能结果显示:利用1.0 phr SA修饰30 phr EMR,制备得到PVC/EMR复合材料的冲击强度最大为12.7 kJ·m-2,在120℃下热氧老化120 h后,冲击强度保持率为88.3%。对电解锰渣作为填料的处理方法进行了初步探索,将KH-550和SA修饰的电解锰渣加入到PP、HDPE和PVC基复合材料中,可以显著提高其弯曲强度和弯曲模量,同时对复合材料的韧性破坏最小。
【学位授予单位】：湖南师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TB33;TF792
【图文】：
图２－２球磨电解锰渣的颗粒形状逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋２－２邋Ｔｈｅ邋ｐａｒｔｉｃｌｅ邋ｓｈａｐｅ邋ｏｆ邋ｂａｌｌ邋ｍａｌｌ邋ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃ邋ｍａｎｇａｎｅｓｅ邋ｒｅｓｉｄｕｅ逡逑图２－２为球磨后电解锰渣的颗粒形状，在光学显微镜观察到其颗粒形状有片逡逑状、针状和不规则立方状。这表明，ＥＭＲ有利于补强，但不利于加工。逡逑２．邋３．邋３电解锰渣的粒径及粒径分布逡逑对高分子聚合物来说，在ＥＭＲ分散良好的前提下，其平均粒径越小、分布逡逑范围越窄，对高聚物基复合材料的增强作用越大。逡逑１６逡逑
３．２．邋１邋ＰＰ／ＥＭＲ复合材料的制备逡逑３．邋２．邋１．１制备流程逡逑图３－１为ＰＰ／ＥＭＲ复合材料的制备流程图，挤出与注塑工艺条件见表３－３和逡逑３－４。逡逑｜石睹切片逦｜邋ｐｐ粒料逡逑１２５０目ＥＭＲ——｜逦加＿逡逑逦逦入逦逦＾逦邋逦逡逑１２０－Ｃｊｎｉ＾ｍｉｎ．逦ｌｌ：0ｒ■表面改性逦§邋Ｘ逦Ｘ逡逑４后！／Ｉ械搅拌２ｂｉｎ邋一＿ＶＳ机戒搅拌２ｍｉｎ邋＇邋１２５０目ＥＭＲ逦＼NB软：忖价逡逑偶联剂邋一逡逑ＥＭＲ／ＰＰ邋Ｉ邋逦逡逑复＾？材料逦＾注塑成W敚掊义贤迹常卞澹校校牛停遥牛停腋春喜牧系闹票噶鞒掏煎义希疲椋纾酰颍邋澹常卞澹裕瑁邋澹妫欤铮麇澹悖瑁幔颍翦澹妫铮蝈澹穑颍澹穑幔颍幔簦椋铮铄澹铮驽澹校校牛停义澹悖铮恚穑铮螅椋簦澹箦义希常澹玻澹保补ひ仗跫义喜握眨校谢春喜牧系募庸ぬ跫桑叮叮В叮杓疲校校牛停腋春喜牧系募烦鲇胱⑺苠义铣尚凸ひ杖绫恚常澈捅恚常础ｅ义希玻靛义
本文编号：2717985
【学位授予单位】：湖南师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TB33;TF792
【图文】：
图２－２球磨电解锰渣的颗粒形状逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋２－２邋Ｔｈｅ邋ｐａｒｔｉｃｌｅ邋ｓｈａｐｅ邋ｏｆ邋ｂａｌｌ邋ｍａｌｌ邋ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃ邋ｍａｎｇａｎｅｓｅ邋ｒｅｓｉｄｕｅ逡逑图２－２为球磨后电解锰渣的颗粒形状，在光学显微镜观察到其颗粒形状有片逡逑状、针状和不规则立方状。这表明，ＥＭＲ有利于补强，但不利于加工。逡逑２．邋３．邋３电解锰渣的粒径及粒径分布逡逑对高分子聚合物来说，在ＥＭＲ分散良好的前提下，其平均粒径越小、分布逡逑范围越窄，对高聚物基复合材料的增强作用越大。逡逑１６逡逑
３．２．邋１邋ＰＰ／ＥＭＲ复合材料的制备逡逑３．邋２．邋１．１制备流程逡逑图３－１为ＰＰ／ＥＭＲ复合材料的制备流程图，挤出与注塑工艺条件见表３－３和逡逑３－４。逡逑｜石睹切片逦｜邋ｐｐ粒料逡逑１２５０目ＥＭＲ——｜逦加＿逡逑逦逦入逦逦＾逦邋逦逡逑１２０－Ｃｊｎｉ＾ｍｉｎ．逦ｌｌ：0ｒ■表面改性逦§邋Ｘ逦Ｘ逡逑４后！／Ｉ械搅拌２ｂｉｎ邋一＿ＶＳ机戒搅拌２ｍｉｎ邋＇邋１２５０目ＥＭＲ逦＼NB软：忖价逡逑偶联剂邋一逡逑ＥＭＲ／ＰＰ邋Ｉ邋逦逡逑复＾？材料逦＾注塑成W敚掊义贤迹常卞澹校校牛停遥牛停腋春喜牧系闹票噶鞒掏煎义希疲椋纾酰颍邋澹常卞澹裕瑁邋澹妫欤铮麇澹悖瑁幔颍翦澹妫铮蝈澹穑颍澹穑幔颍幔簦椋铮铄澹铮驽澹校校牛停义澹悖铮恚穑铮螅椋簦澹箦义希常澹玻澹保补ひ仗跫义喜握眨校谢春喜牧系募庸ぬ跫桑叮叮В叮杓疲校校牛停腋春喜牧系募烦鲇胱⑺苠义铣尚凸ひ杖绫恚常澈捅恚常础ｅ义希玻靛义
本文编号：2717985
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/2717985.html
