聚丙烯腈纤维水解液对水玻璃砂性能的影响

发布时间：2022-02-21 13:03

　　铸造用水玻璃砂具有污染小、工作条件安全等优点,因此被认为是最有可能实现绿色环保的铸造工艺。但其溃散性较差、旧砂难以回收再利用等缺陷制约了其使用推广。本文以水玻璃砂为研究对象,对水玻璃砂进行改性处理从而提高其综合性能,便于水玻璃砂的推广和应用。本文以聚丙烯腈纤维水解液作为水玻璃砂的改性剂,研究了聚丙烯腈纤维的压力水解工艺。结果表明:在不加催化剂的条件下,水解液加入量为砂重的4%,反应温度为190-195℃,时间为7 h,浴比为6时,试样的抗拉强度达到最佳值2.37 MPa,此时的水解液多分散性为1.2左右,稳定性好。若加入催化剂,反应时间可缩短至3 h,并且当催化剂加入量为0.7%时,试样抗拉强度达到最大值1.89 MPa。本文选用最佳水解工艺获得的聚丙烯腈水解液作为改性剂,改性后的水玻璃加入量为砂重的4%。然后通过性能测试、扫描电子显微分析、X射线衍射分析、红外光谱分析,系统的研究了改性剂加入量的不同对水玻璃砂性能的影响。试验结果表明:一号改性水玻璃砂的流动性在改性剂含量为40%时达到最大值48.51%;溃散性在改性剂含量为10%时达到最小值0.09 MPa;24 h抗拉强度在改性剂含... 

【文章来源】：哈尔滨理工大学黑龙江省

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究的背景及意义
    1.2 水玻璃砂发展概况
        1.2.1 水玻璃砂吹CO——2硬化工艺
        1.2.2 水玻璃砂粉末硬化工艺
        1.2.3 水玻璃砂有机脂硬化工艺
        1.2.4 水玻璃砂微波硬化工艺
    1.3 水玻璃砂改性技术
        1.3.1 水玻璃砂的物理改性技术
        1.3.2 水玻璃砂的化学改性技术
    1.4 水玻璃砂改性技术的研究现状
        1.4.1 国外研究现状
        1.4.2 国内研究现状
    1.5 水玻璃砂改性剂的水解工艺
        1.5.1 酸法水解
        1.5.2 碱法水解
        1.5.3 压力水解
    1.6 主要研究内容
第2章 试验材料和方法
    2.1 试验材料及设备
        2.1.1 试验材料
        2.1.2 试验设备
    2.2 试验流程
    2.3 试样制备
        2.3.1 聚丙烯腈水解液的制备
        2.3.2 聚丙烯腈水解液改性水玻璃砂的制备
        2.3.3 型芯的制备
    2.4 型砂性能测试方法
        2.4.1 流动性测试
        2.4.2 抗拉强度测试
        2.4.3 残留强度测试
    2.5 聚丙烯腈水解液及其改性水玻璃的分析方法
        2.5.1 凝胶渗透色谱分析
        2.5.2 扫描电镜分析
        2.5.3 红外光谱分析
        2.5.4 X射线衍射分析
第3章 聚丙烯腈纤维压力水解的工艺优化及分析
    3.1 引言
    3.2 水解时间的优化选择
    3.3 浴比的优化选择
    3.4 催化剂用量的优化选择
    3.5 水解液色谱分析
    3.6 水解液红外光谱分析
    3.7 本章小结
第4章 聚丙烯腈水解液对水玻璃砂性能的影响及其改性机理
    4.1 引言
    4.2 聚丙烯腈水解液加入量对原水玻璃砂性能的影响
        4.2.1 水解液加入量对原水玻璃砂流动性的影响
        4.2.2 水解液加入量对原水玻璃砂抗拉强度的影响
        4.2.3 水解液加入量对原水玻璃砂溃散性的影响
    4.3 聚丙烯腈水解液加入量对磷酸盐改性水玻璃砂性能的影响
        4.3.1 水解液加入量对磷酸盐改性水玻璃砂流动性的影响
        4.3.2 水解液加入量对磷酸盐改性水玻璃砂抗拉强度的影响
        4.3.3 水解液加入量对磷酸盐改性水玻璃砂溃散性的影响
    4.4 聚丙烯腈水解液改性机理的探究
        4.4.1 砂粒间粘结桥断口形貌分析
        4.4.2 水解液改性水玻璃X射线衍射分析
        4.4.3 水解液改性水玻璃红外光谱分析
        4.4.4 水解液改性水玻璃的机理分析
    4.5 本章小结
第5章 聚丙烯腈水解液改性水玻璃砂的应用试验
    5.1 引言
    5.2 水解液改性水玻璃的制备
    5.3 混砂
    5.4 制芯
    5.5 落砂
    5.6 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]乙酸丁酯加入量对水玻璃砂残留强度的影响[J]. 丰洪微,刘向东.  价值工程. 2015(07)
[2]砂型铸造的环境特征及铸造粘结剂的发展趋势[J]. 樊自田,龙威,刘富初.  湖北工业大学学报. 2014(05)
[3]浅谈金属铸造的类型及应用[J]. 张义.  中小企业管理与科技(下旬刊). 2014(04)
[4]CO2硬化法水玻璃砂工艺存在的问题及解决途径[J]. 卢铁勇.  金属加工(热加工). 2014(03)
[5]特种铸造技术概述[J]. 张阳.  科技资讯. 2013(32)
[6]水玻璃砂生产线的使用与维护[J]. 胡国成.  机电信息. 2013(03)
[7]水玻璃型砂的CO2与氟硅酸钠复合固化法[J]. 潘嘉祺,陈麒忠,付拓.  上海应用技术学院学报(自然科学版). 2012(03)
[8]典型硬化工艺水玻璃砂型吸湿机理研究[J]. 王继娜,徐开东,樊自田.  热加工工艺. 2012(13)
[9]超声改性水玻璃及水玻璃型(芯)砂性能的改善[J]. 刘凡.  科技视界. 2012(13)
[10]硅酸盐基耐高温胶黏剂的研究现状及应用[J]. 胡文垒,李忠,聂法玉.  化学与黏合. 2012(01)

博士论文
[1]微波硬化水玻璃砂应用的关键技术基础[D]. 汪华方.华中科技大学 2012

硕士论文
[1]CO2硬化水玻璃旧砂再生回用的研究[D]. 尹维召.郑州大学 2013
[2]微波硬化水玻璃砂表面抗湿强化研究[D]. 刘富初.华中科技大学 2013
[3]微波硬化水玻璃砂复合硬化工艺及抗吸湿性研究[D]. 李雪洁.华中科技大学 2013
[4]改善水玻璃砂抗湿性的研究[D]. 刘加军.机械科学研究总院 2008
[5]铸造用水玻璃改性技术及应用研究[D]. 谈剑.昆明理工大学 2007



本文编号：3637309