基于苦卤和赤泥构筑水滑石及其在阻燃EVA复合材料的应用研究

发布时间：2017-10-25 17:13

  本文关键词：基于苦卤和赤泥构筑水滑石及其在阻燃EVA复合材料的应用研究

  更多相关文章： 苦卤 赤泥 水滑石 阻燃性能

【摘要】：苦卤和赤泥是工业生产中产量较大的副产物,两者的处置方式不当,不仅会造成资源的浪费,更有可能引起极大的环境与安全风险。本文以苦卤为原料,分别引入不同的三价金属离子,采用共沉淀法制备出三种以苦卤为基料的水滑石。在此基础上,以赤泥代替引入的三价金属离子,制备出一种以苦卤和赤泥为基料的水滑石。用XRD、TGA及SEM等分析手段对这四种水滑石的结构、热分解性能和形貌进行表征。将四种水滑石作为阻燃剂应用到EVA树脂中,制备出四种EVA/LDHs复合材料,使用LOI、CCT、SDT、TG-IR等测试手段考察了复合材料的阻燃性能、抑烟性能及其热稳定性能,并初步分析探讨了其阻燃机理。本研究取得的主要成果如下:1、以苦卤为原料成功制备出Mg/Al-LDHs,XRD、TGA及SEM测试显示,Mg/Al-LDHs结构完整、含水率高且形貌较好。将水滑石用作高分子材料EVA的阻燃剂,制备EVA/Mg/Al-LDHs复合材料,并对其阻燃、抑烟、热稳定性能进行研究,发现复合材料的阻燃效果明显好于纯EVA,其LOI(EVA3最高,为29.8%)及PHRR(EVA3最低,为222.65 kW/m2)等指标均优于纯EVA,且其抑烟性能和热稳定性能也有明显提升。2、以苦卤为原料成功制备出Mg/Fe-LDHs,XRD及SEM测试显示,在一定的浓度范围内,其水滑石结构较完整、形貌较好。Mg/Fe-LDHs用作高分子材料EVA的阻燃剂时,能显著提高EVA材料的阻燃性能、抑烟性能和热稳定性能,其LOI最高为EVA4的27.3%,EVA2的PHRR最低,为278.14 kW/m2。Mg/Fe-LDHs阻燃效果不及Mg/Al-LDHs优异,但抑烟效果优于Mg/Al-LDHs。3、以苦卤为原料成功制备出Mg/Al/Fe-LDHs,XRD及SEM表征显示其结构较为完整、形貌较好。Mg/Al/Fe-LDHs用作阻燃剂时,LOI值最高达到25.3%(EVA3),PHRR最低达到287.21 kW/m2(EVA3)。同时抑烟性能和热稳定性能也有明显提升。三元水滑石Mg/Al/Fe-LDHs的阻燃及抑烟性能均介于上述两种水滑石之间。4、以苦卤和赤泥为原料,通过共沉淀的方法成功制备出Mg/Al/Fe类水滑石。通过对其进行XRD、TGA、SEM表征后发现,以苦卤赤泥为基料合成的Mg/Al/Fe-LDHs具备水滑石的一般结构,可以用作高聚物的阻燃剂。其对EVA材料的阻燃性能、抑烟性能及热稳定性能均有大幅度的提升。其中,LOI最高为28.3%(EVA3),PHRR最低为204.59 kW/m2(EVA2)。与未用赤泥合成的水滑石相比,以苦卤和赤泥为原料制备的Mg/Al/Fe-LDHs显示出更好的阻燃性能。5、本实验以苦卤和赤泥两种废弃物作为原料合成水滑石,并将其用来阻燃EVA材料,方法可行且能实现两种资源的整体利用,是安全处置赤泥和苦卤的一种全新思路。同时,制备的水滑石具有一定的利用潜力,也为新型阻燃剂的开发利用抛砖引玉。
【关键词】：苦卤 赤泥 水滑石 阻燃性能
【学位授予单位】：青岛科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X705;TB33
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 1 文献综述10-21
• 1.1 苦卤10-13
• 1.1.1 苦卤概述10-11
• 1.1.2 苦卤利用现状11-13
• 1.2 赤泥13-16
• 1.2.1 赤泥概述13-14
• 1.2.2 赤泥的危害及堆放处置14
• 1.2.3 赤泥的综合利用14-16
• 1.3 水滑石16-19
• 1.3.1 水滑石概述16
• 1.3.2 水滑石的应用16-18
• 1.3.3 水滑石在阻燃EVA材料中的应用18-19
• 1.4 课题提出及研究内容19-21
• 2 Mg/Al水滑石的制备及阻燃性能研究21-40
• 2.1 引言21
• 2.2 实验部分21-23
• 2.2.1 实验试剂及仪器21
• 2.2.2 实验原料21-22
• 2.2.3 Mg/Al水滑石的制备22-23
• 2.2.4 EVA/Mg/Al-LDHs复合材料的制备23
• 2.3 表征手段及测试方法23-24
• 2.3.1 水滑石的表征手段23
• 2.3.2 复合材料阻燃性能的测试方法23-24
• 2.3.3 EVA/LDHs复合材料抑烟性能的测试方法24
• 2.3.4 EVA/LDHs复合材料的热分解性能测试24
• 2.4 结果与讨论24-38
• 2.4.1 Mg/Al水滑石表征24-27
• 2.4.2 EVA/Mg/Al-LDHs复合材料的阻燃性能27-32
• 2.4.3 EVA/Mg/Al-LDHs复合材料的抑烟性能32-34
• 2.4.4 EVA/Mg/Al-LDHs复合材料的TG-IR测试34-38
• 2.5 本章小结38-40
• 3 Mg/Fe水滑石的制备及阻燃性能研究40-55
• 3.1 引言40
• 3.2 实验部分40-41
• 3.2.1 实验试剂及仪器40
• 3.2.2 实验原料40
• 3.2.3 Mg/Fe水滑石的制备40
• 3.2.4 EVA/Mg/Fe-LDHs复合材料的制备40-41
• 3.3 表征手段及测试方法41
• 3.4 结果与讨论41-53
• 3.4.1 Mg/Fe水滑石的表征41-43
• 3.4.2 EVA/Mg/Fe-LDHs复合材料的阻燃性能43-48
• 3.4.3 EVA/Mg/Fe-LDHs复合材料的抑烟性能48-49
• 3.4.4 EVA/Mg/Fe-LDHs复合材料的TG-IR测试49-53
• 3.5 本章小结53-55
• 4 Mg/Al/Fe类水滑石的制备及阻燃性能研究55-69
• 4.1 引言55
• 4.2 实验部分55-56
• 4.2.1 实验试剂及仪器55
• 4.2.2 实验原料55
• 4.2.3 Mg/Al/Fe水滑石的制备55
• 4.2.4 EVA/Mg/Al/Fe-LDHs复合材料的制备55-56
• 4.3 表征手段及测试方法56
• 4.4 结果与讨论56-67
• 4.4.1 Mg/Al/Fe-LDHs的表征56-58
• 4.4.2 EVA/Mg/Al/Fe-LDHs复合材料的阻燃性能58-62
• 4.4.3 EVA/Mg/Al/Fe-LDHs复合材料的抑烟性能62-64
• 4.4.4 EVA/Mg/Al/Fe-LDHs复合材料的TG-IR测试64-67
• 4.5 本章小结67-69
• 5 以苦卤和赤泥为原料制备水滑石及其阻燃性能研究69-85
• 5.1 引言69
• 5.2 实验部分69-70
• 5.2.1 实验试剂及仪器69
• 5.2.2 实验原料69-70
• 5.2.3 类水滑石的制备70
• 5.2.4 EVA/Mg/Al/Fe-HTLcs复合材料的制备70
• 5.3 表征手段及测试方法70
• 5.4 结果与讨论70-84
• 5.4.1 Mg/Al/Fe类水滑石表征70-73
• 5.4.2 EVA/Mg/Al/Fe-HTLcs复合材料的阻燃性能73-77
• 5.4.3 EVA/Mg/Al/Fe-HTLcs复合材料的抑烟性能77-79
• 5.4.4 EVA/Mg/Al/Fe-HTLcs复合材料的TG-IR测试79-84
• 5.5 本章小结84-85
• 结论85-87
• 参考文献87-96
• 致谢96-97
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文目录97-98

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 林巧莺;陈岳民;;碳酸根型镁铝水滑石对铬酸根和磷酸根离子的吸附性能[J];环境工程学报;2015年10期

2 张琪;罗琳;张嘉超;刘武嫦;胡伟斌;;磁性水滑石快速吸附水体中Cu(Ⅱ)离子[J];环境工程学报;2015年09期

3 秦芳;喻杏元;蒋钦凤;付硕;陈金毅;;Mg/Al水滑石对腐殖酸的去除性能研究[J];材料导报;2015年16期

4 刘松辉;管学茂;冯春花;邱满;;赤泥安全堆存和综合利用研究进展[J];硅酸盐通报;2015年08期

5 郭晖;朱天星;马小娥;邱满;翟智皓;;粉煤灰掺量对赤泥墙砖性能影响的研究[J];硅酸盐通报;2015年08期

6 刘国;吴茜;李君;;乙二胺四乙酸插层水滑石吸附Cd(Ⅱ)的影响因素研究[J];环境工程;2015年07期

7 李俊燕;;类水滑石化合物的合成及应用研究进展[J];化工科技;2015年03期

8 王春丽;吴俊奇;宋永会;向连城;钱锋;刘佳;;活化赤泥颗粒吸附除磷的效能与机制研究[J];环境工程技术学报;2015年02期

9 郝以党;吴龙;沈平;李士琦;;拜尔法赤泥精细还原实验研究[J];环境工程;2015年01期

10 王世忠;;以苦卤为原料制取氯化钾的兑卤新工艺[J];盐业与化工;2014年05期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 陈希磊;阻燃丙烯酸酯单体/低聚物的合成及其涂层热降机理与性能研究[D];中国科学技术大学;2008年

中国硕士学位论文全文数据库 前8条

1 李姗姗;含碳酸钙油田污泥在阻燃EVA复合材料中的应用研究[D];青岛科技大学;2015年

2 谢祥;盐湖卤水热解氧化镁制备高纯电熔镁砂的研究[D];华东理工大学;2015年

3 王琳庆;盐卤改性赤泥去除水中磷酸盐的研究[D];广西大学;2013年

4 王莉娟;镁铝水滑石及其煅烧产物吸附溶液中重金属阴离子的研究[D];中南大学;2012年

5 张国磊;超万吨海水苦卤提取硫酸钾及综合利用工程经济性分析研究[D];中国海洋大学;2009年

6 田杰;镁铝水滑石的共沉淀法制备[D];西安电子科技大学;2009年

7 刘美淋;基于苦卤资源的一维纳米氢氧化镁阻燃剂合成工艺研究[D];山东科技大学;2007年

8 徐宝强;阻燃级超微氢氧化镁的制备研究[D];昆明理工大学;2005年

，

本文编号：1094690