酚醛树脂改性脱硫石膏的性能研究

发布时间：2017-04-01 20:00

  本文关键词：酚醛树脂改性脱硫石膏的性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：脱硫石膏是一种固体废弃物,大量搁置会污染环境。脱硫石膏高值化利用,可以变废为宝,增加经济效益。脱硫石膏含有大量非密实的孔隙,存在耐水性差和力学强度低等问题。增加脱硫石膏硬化体密实程度和减少孔隙,可以提高脱硫石膏性能。MDF(Macro-defect Free)水泥采用了压制成型工艺,性能远高于传统水泥。本文以脱硫石膏为研究对象,借鉴MDF水泥的制作思路工艺,采用酚醛树脂改性脱硫石膏,制作MDF“酚醛树脂-脱硫石膏”复合材料。对MDF“酚醛树脂-脱硫石膏”的宏观性能展开研究,结果表明:酚醛树脂含量对MDF“酚醛树脂-脱硫石膏”复合材料的性能有重要影响。固定热压工艺参数为:热压压力5Mpa、热压温度160℃、热压时间120s。当酚醛树脂含量为1%、硅烷偶联剂含量为0.1%、膨胀剂为3%时,MDF“酚醛树脂-脱硫石膏”的力学性能最佳,抗折强度为23.1MPa,与空白样对比提高了234.8%,抗压强度达到49.5MPa,与空白样对比提高了38.7%。当酚醛树脂含量为1%、硅烷偶联剂含量为0.3%、膨胀剂含量为3%时,MDF“酚醛树脂-脱硫石膏”的耐水性能最佳,2h吸水率为0.58%,24h吸水率为1.07%。研究了热压成型工艺对MDF“酚醛树脂-脱硫石膏”的力学性能影响,结果表明:热压成型工艺参数对MDF“酚醛树脂-脱硫石膏”的力学性能有重要影响,影响因子由大到小的顺序为:热压压力热压温度热压时间。MDF“酚醛树脂-脱硫石膏”的最优热压工艺艺参数为:热压压力5MPa、热压温度160℃、热压时间120s。研究了MDF“酚醛树脂-脱硫石膏”的微观结构和机理,结果表明:MDF“酚醛树脂-脱硫石膏”的水化产物主要为二水硫酸钙,且体系中仍然含有少量未水化半水硫酸钙。MDF“酚醛树脂-脱硫石膏”中二水硫酸钙晶体主要有厚板状、薄片状、矮柱状三种微观形貌,且主要以板片状形式存在。酚醛树脂与脱硫石膏之间没有形成新化学键。酚醛树脂主要以不完全覆盖的形式,吸附在脱硫石膏颗粒表面,具有影响脱硫石膏水化和二水硫酸钙晶体形貌的作用。
【关键词】：脱硫石膏 酚醛树脂 MDF水泥 力学性能 耐水性能
【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ177.37
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 1 绪论12-28
• 1.1 引言12
• 1.2 脱硫石膏概述12-13
• 1.3 石膏基材料国内外研究与发展13-19
• 1.3.1 火山灰质无机非金属材料对石膏性能的影响13-15
• 1.3.2 聚合物材料对石膏性能的影响15-18
• 1.3.3 减水剂对石膏的影响18-19
• 1.4 宏观无缺陷水泥MDF (Macro-Defect Free) Cement的研究现状19-24
• 1.4.1 MDF水泥的性质20
• 1.4.2 MDF水泥的制作工艺20-21
• 1.4.3 MDF水泥的微观结构21-23
• 1.4.4 MDF水泥的缺陷及改性技术23-24
• 1.5 课题的提出与研究意义24-28
• 1.5.1 问题的提出与研究意义24-25
• 1.5.2 课题的技术难题与解决方案25-26
• 1.5.3 课题研究的主要内容26-28
• 2 实验原材料、设备及测试方法28-35
• 2.1 实验主要设备与仪器28
• 2.2 实验原材料28
• 2.3 实验工艺28-31
• 2.3.1 原材料处理28-29
• 2.3.2 待压粉体的制备29-30
• 2.3.3 热压成型与养护工艺30-31
• 2.3.4 制作工艺调整对比31
• 2.4 材料的性能测试31-34
• 2.4.1 复合材料宏观性能测试31-33
• 2.4.2 复合材料微观性能测试33-34
• 2.5 本章小结34-35
• 3 MDF“酚醛树脂-脱硫石膏”的性能研究35-48
• 3.1 MDF“酚醛树脂-脱硫石膏”的力学性能35-39
• 3.1.1 酚醛树脂含量对MDF“酚醛树脂-脱硫石膏”力学性能影响35-37
• 3.1.2 硅烷偶联剂含量对MDF“酚醛树脂-脱硫石膏”力学性能影响37-38
• 3.1.3 膨胀剂含量对MDF“酚醛树脂-脱硫石膏”力学性能的影响38-39
• 3.2 MDF“酚醛树脂-脱硫石膏”的耐水性能39-42
• 3.2.1 酚醛树脂含量对MDF“酚醛树脂-脱硫石膏”吸水率及软化系数的影响39-41
• 3.2.2 硅烷偶联剂含量对MDF“酚醛树脂-脱硫石膏”吸水率的影响41
• 3.2.3 膨胀剂含量对MDF“酚醛树脂-脱硫石膏”吸水率的影响41-42
• 3.3 MDF“酚醛树脂-脱硫石膏”的热压成型工艺参数42-47
• 3.3.1 热压成型工艺参数对MDF“酚醛树脂-脱硫石膏”抗压强度的影响43-45
• 3.3.2 热压成型工艺参数对MDF“酚醛树脂-脱硫石膏”抗折强度的影响45-46
• 3.3.3 最优热压成型工艺参数46-47
• 3.4 本章小结47-48
• 4 MDF“酚醛树脂-脱硫石膏”的微观分析48-62
• 4.1 MDF“酚醛树脂-脱硫石膏”的X-射线衍射分析48-50
• 4.2 MDF“酚醛树脂-脱硫石膏”复合材料的热分析50-52
• 4.3 MDF“酚醛树脂-脱硫石膏”的傅里叶红外光谱分析52-53
• 4.4 MDF“酚醛树脂-脱硫石膏”的水化热分析53-54
• 4.5 MDF“酚醛树脂-脱硫石膏”的微观形貌分析54-59
• 4.5.1 酚醛树脂改性脱硫石膏颗粒微观形貌54-56
• 4.5.2 经热压成型处理后的复合材料微观形貌56-57
• 4.5.3 MDF“酚醛树脂-脱硫石膏”复合材料的微观形貌57-59
• 4.6 酚醛树脂改性脱硫石膏的微观作用机理59-60
• 4.7 本章小结60-62
• 5 结论与展望62-65
• 5.1 结论62-63
• 5.2 展望63-65
• 参考文献65-72
• 致谢72-73
• 攻读硕士学位期间发表的论文73

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