动物胶的合成改性优化机理及其型砂性能的研究

发布时间：2017-08-11 13:32

  本文关键词：动物胶的合成改性优化机理及其型砂性能的研究

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【摘要】：进入21世纪以来，由于受到能源危机的影响，资源的高效利用以及环境改善已经成为全球关注的热点问题。铸造行业的研究重点由原来的化石原料转向开发利用可再生资源，环境友好型的绿色铸造粘结剂成为发展主流。动物胶粘结剂无毒无害，容易溃散，可以降解，，应用前景较广。普通动物胶活性低，常温下是固态，不利于混砂，直接作为型砂粘结剂的效果不佳，因此需要对它进行改性处理。本文主要研究了动物胶的分解工艺、改性工艺，通过元素分析仪、红外光谱仪、紫外光谱仪对制得的改性动物胶粘结剂进行了表征分析，以揭示动物胶粘结剂合成改性机理，并对动物胶粘结剂的型砂性能进行了研究。 以动物胶粘结剂的粘度和强度为性能指标，通过试验确定出合适的水胶比。通过大量的单因素试验以及正交试验，得出最佳的分解方式为碱解并确定出最佳的碱解工艺；动物胶蛋白质的分子结构选择合适的改性剂，在大量试验的基础上，确定出最佳的改性工艺。最终确定出的动物胶粘结剂的碱解工艺及改性工艺为：水胶比为8:5，分解方式为碱解，NaOH为催化剂，加入量为动物胶质量的6%，碱解时间30min，碱解温度45℃，选用丙烯酸、葡萄糖为改性剂，过硫酸铵为丙烯酸的引发剂，改性工艺各组分最佳配比（质量比）为：动物胶：丙烯酸：过硫酸铵：糖=100:30:3:15，改性温度为75℃，改性时间选定为90min。通过烘干硬化，改性动物胶粘结剂型砂的初强度达到2.50MPa。 经元素分析仪分析得到改性前后动物胶粘结剂组成元素发生了变化。通过红外光谱、紫外光谱对改性机理进行理论分析，分析认为：改性剂丙烯酸、葡萄糖与动物胶发生了接枝共聚、酯化交联反应，改变了动物胶的分子结构，使其具有高强度。 最后对改性动物胶粘结剂的型砂性能进行了研究，得到结论：由于改变了粘结桥的破坏方式，改性后型砂的强度增大；改性动物胶粘结剂型砂的可使用时间为3小时；砂型具有良好的存放性；发气量为19ml·g-1；动物胶粘结剂具有良好的高温溃散性。
【关键词】：动物胶 碱解 改性 接枝共聚 酯化交联
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG22
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-19
• 1.1 铸造粘结剂的概况和前景9-13
• 1.1.1 铸造粘结剂的概况9-10
• 1.1.2 铸造粘结剂的发展趋势10-13
• 1.2 动物胶粘结剂及其改性13-17
• 1.2.1 动物胶粘结剂的发展现状13-15
• 1.2.2 动物胶蛋白质的化学结构和物理特点15
• 1.2.3 动物胶粘结剂的改性15-17
• 1.3 动物胶粘结剂的优势及存在问题17-19
• 1.3.1 动物胶粘结剂的优势17
• 1.3.2 动物胶粘结剂存在的问题17
• 1.3.3 课题的提出17-19
• 第2章 试验材料、设备及方法19-24
• 2.1 试验用原料及设备19-21
• 2.1.1 试验原料19-20
• 2.1.2 试验设备20-21
• 2.2 试验方法21-22
• 2.2.1 改性动物胶粘结剂的合成21-22
• 2.2.2 试样的制备22
• 2.3 动物胶粘结剂的性能检测及表征22-24
• 第3章 改性动物胶粘结剂的制备24-35
• 3.1 水解工艺的研究24-25
• 3.1.1 水胶比的确定24-25
• 3.1.2 水解方法的选择25
• 3.2 碱解工艺的研究25-29
• 3.2.1 碱解温度的研究25-26
• 3.2.2 碱解时间的研究26-27
• 3.2.3 正交试验27-29
• 3.2.4 碱解工艺小结29
• 3.3 改性工艺的研究29-34
• 3.3.1 动物胶粘结剂改性剂的确定29-30
• 3.3.2 改性动物胶粘结剂改性时间的研究30-31
• 3.3.3 改性动物胶粘结剂改性温度的研究31-32
• 3.3.4 正交试验32-34
• 3.3.5 改性工艺小结34
• 3.4 本章小结34-35
• 第4章 动物胶粘结剂的改性机理分析35-44
• 4.1 动物胶的溶胀35
• 4.2 动物胶的碱解35-36
• 4.3 动物胶的改性36
• 4.4 元素分析36-37
• 4.5 红外光谱分析37-40
• 4.5.1 丙烯酸改性的红外光谱分析37-38
• 4.5.2 葡萄糖改性的红外光谱分析38-39
• 4.5.3 复合改性的红外光谱分析39-40
• 4.6 紫外光谱分析40-43
• 4.6.1 丙烯酸改性的紫外光谱分析41
• 4.6.2 葡萄糖改性的紫外光谱分析41-42
• 4.6.3 复合改性的紫外光谱分析42-43
• 4.7 本章小结43-44
• 第5章 改性动物胶粘结剂型砂性能的研究44-49
• 5.1 动物胶粘结剂型砂断口形貌研究44-45
• 5.2 型砂可使用时间的研究45-46
• 5.3 放置时间对型砂的抗拉强度的影响46
• 5.4 动物胶粘结剂砂发气量的测定46-47
• 5.5 动物胶粘结剂砂溃散性的测定47-48
• 5.6 本章小结48-49
• 第6章 结论49-50
• 参考文献50-53
• 在学研究成果53-54
• 致谢54

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：656422