1. 研究目的与意义(文献综述)
近些年来,随着节约型绿色材料的大力推行,塑料门窗、管材及地板等生活用品凭借着自身生产能耗低、回收利用率高、使用工作性能优良和节能效果佳等优势,得到了迅速的发展,聚氯乙烯(pvc)是五大通用塑料之一,与其他塑料相比,其具有原料价格低廉、性能稳定,不易被酸碱腐烛、耐热性能佳以及绝缘等特点。在建筑材料、地板砖、人造革、管材、电线电缆、包装膜、发泡材料、密封材料、纤维等方面均有较广泛的应用。但其也存在一定的缺点:热稳定性低、脆性大、韧性不足且加工成型差等,这些缺点极大的限制了pvc在较多领域的推广应用。因而,近些年来科研人员对pvc增强增韧的改性研究投入了极大的关注度。但是从目前已有的研究得知,如果单独使用弹性体对pvc硬质塑料进行增韧改性又会带来一定的弊端,如降低材料的强度,而在单独使用晶须粒子对pvc材料进行增强改性时,则会降低材料的韧性。磷石膏是湿法生产磷酸过程中排出的固体废弃物,每生产1吨p2o5约排放4.5~5.5吨磷石膏。磷石膏的主要成分为二水硫酸钙,还含有少量的磷酸、氟、硅等杂质。由于磷石膏中杂质较多,且各种晶体结晶形态不同,极大的影响了其在建筑、化工等行业中二次利用效果。在中国目前行业中,磷石膏的资源利用率仅为30%左右,而且多为加工简单、经济效益低的初级产品。大量不加处理利用的磷石膏堆放还会产生较多其他方面的负面影响:如长时间接触磷石膏,可能对人的身体造成危害;磷石膏长期堆放不仅加重环境负荷,对大气、地表水及地下水造成污染威胁;同时占据大量土地、造成可观的资源浪费。所以探索磷石膏等固废的处理及综合利用的新技术具有重要意义。
硫酸钙晶须是一种高纯度单晶生长成片状、粒状和纤维状的微纳米级晶体,属于无机非金属材料,完整的结构和高度的晶体取向结构,使其具有高的抗拉强度、弹性模量以及红外反射能,既可作为无机填料,还具备增强纤维的功能,是一种新型的绿色环保的复合材料改性剂,常应用于热塑性和热固性树脂及橡胶基复合材料中。将硫酸钙晶须加入pvc中进行改性,可以获得更好的材料性能。
本课题的研究意义在于,利用工业固体废弃物磷石膏,采用常压水热法制备硫酸钙晶须,通过材料设计、界面预处理、乳液聚合包覆等技术手段,对其进行表面改性,并将改性硫酸钙晶须填充至pvc中,实现晶须在pvc中的资源化利用,对解决湖北省磷化工资源与环境的矛盾具有重大意义,符合国家在近年来提倡的开发环境友好型、资源节约型材料的口号。
2. 研究的基本内容与方案
2.1研究的基本内容
采用水热法,以磷石膏为主要原料,寻找适宜工艺流程制备出具有一定品质要求的磷石膏晶粒,并利用乳液聚合法对晶粒表面进行有机增韧改性,制备出硫酸钙基增强增韧填料进而与pvc树脂复合,提高pvc的拉伸强度与抗冲击强度。
2.2研究的目标
3. 研究计划与安排
2016年1-3周
查阅相关文献资料,完成英文翻译。明确研究内容,了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案,并完成开题报告。
2016年4-8周
4. 参考文献(12篇以上)
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[2xiaowang,liushuanyang,xinfengzhu,etal.preparationofcalciumsulfatewhiskersfromfgdgypsumviahydrothermalcrystallizationintheh2so4–nacl–h2osystem[j].particuology,2014,17:42-48.
[3miaomiao,xinfeng,ganglingwang,etal.directtransformationoffgdgypsumtocalciumsulfatehemihydratewhiskers:preparation,simulations,andprocessanalysis[j].particuology,2015,19:53-59.
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