本文關(guān)鍵詞：超細(xì)改性伊利石的制備及其在PE、PP中的應(yīng)用

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【摘要】：硅酸鹽粘土類(lèi)礦物作為礦物材料的的重要組成部分,因其具有獨(dú)特的物化性質(zhì),在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中有著廣泛的應(yīng)用。江西某伊利石資源儲(chǔ)量豐富、成因復(fù)雜、顏色較深,直接投入使用的可能性較低。本論文根據(jù)該伊利石所具有的物理性質(zhì),設(shè)計(jì)了一系列加工技術(shù)方案,提高了伊利石礦物的應(yīng)用價(jià)值。本論文首先以XRD、FTIR、SEM等手段對(duì)江西某伊利石的礦物學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了系統(tǒng)的表征,在此基礎(chǔ)之上設(shè)計(jì)了脫泥漂白、插層剝片及表面改性實(shí)驗(yàn)方法,成功制備了超細(xì)改性伊利石粉體,并將其作為填充劑對(duì)PE、PP進(jìn)行了增韌研究。通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究,獲得以下結(jié)論:(1)、江西某伊利石原礦中除含有伊利石外,還存在高嶺土、蒙脫土等礦物,風(fēng)化作用產(chǎn)生的三價(jià)鐵雜質(zhì)使得伊利石原礦藍(lán)光白度較低,僅為38.04%。該伊利石顆粒直徑大小不均一,主要集中在8.02-28.94μm之間。(2)、本文以硅酸鈉為脫泥劑,當(dāng)其加入量為0.3%時(shí),樣品藍(lán)光白度提高了3.03%,脫泥效果較為理想;采用正交試驗(yàn)法對(duì)脫泥后的樣品進(jìn)行酸溶漂白研究,當(dāng)?shù)V漿濃度為25%、HCl濃度為25%、反應(yīng)時(shí)間為120min、反應(yīng)溫度為90℃時(shí),樣品藍(lán)光白度提高了9.28%。(3)、本文以N2H4·H2O為最終插層劑,對(duì)伊利石進(jìn)行插層剝片處理。與原礦相比,當(dāng)N2H4·H2O的加入量為30%、反應(yīng)溫度為40℃、反應(yīng)時(shí)間為4h時(shí),所得插層復(fù)合物經(jīng)剝片處理后,其D25、D50、D90分別減小2.06μm、3.57μm、3.86μm,比表面積增大了0.06m2/g。以D50作為最終評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),其顆粒直徑小于10μm,為超細(xì)粉體。XRD圖譜分析可知,N2H4·H2O分子進(jìn)入到伊利石片層間,使其(002)、(006)晶面間距分別增加了0.13?、0.01?。N2H4·H2O分子作為質(zhì)子給予體,通過(guò)破壞伊利石層間氫鍵,進(jìn)入其層間,與硅氧四面體中的氧原子形成新的氫鍵而實(shí)現(xiàn)插層。(4)、本文以KH-560為改性劑,采用正交試驗(yàn)法對(duì)超細(xì)伊利石粉體進(jìn)行改性研究。當(dāng)KH-560加入量為0.5%、反應(yīng)溫度為140℃、反應(yīng)時(shí)間為120min時(shí),改性樣品的吸油率降低了7.6%,接觸角增大了23°。FTIR譜圖分析可知:改性后伊利石樣品在2941cm-1及2884cm-1處出現(xiàn)了-CH2伸縮振動(dòng)的吸收峰,這說(shuō)明KH-560與伊利石表面-OH發(fā)生鍵合,包覆在伊利石粉體表面,使其疏水性增加。(5)、本文以超細(xì)改性伊利石粉體為填充劑,對(duì)PE、PP進(jìn)行增韌研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:與純PE相比,當(dāng)伊利石填料的加入量為2%、密煉溫度為220℃、密煉時(shí)間為15min時(shí),復(fù)合材料拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率分別提高了53.00%、37.28%;與純PP相比,當(dāng)伊利石填料的加入量為3%、密煉溫度為220℃、密煉時(shí)間為10min時(shí),復(fù)合材料拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率分別提高了20.48%、48.09%。
【關(guān)鍵詞】：伊利石 漂白 插層剝片 表面改性 增韌
【學(xué)位授予單位】：東華理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TQ325.1;TB33
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 緒論9-25
• 1.1 礦物材料簡(jiǎn)介9-11
• 1.2 伊利石的礦物學(xué)特征11-13
• 1.3 伊利石的加工技術(shù)13-18
• 1.3.1 伊利石選礦提純13-14
• 1.3.2 伊利石插層剝片14-15
• 1.3.3 伊利石表面改性15-18
• 1.4 伊利石的應(yīng)用18-22
• 1.4.1 伊利石在橡膠、塑料行業(yè)的應(yīng)用18-19
• 1.4.2 伊利石在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用19-20
• 1.4.3 伊利石在造紙行業(yè)的應(yīng)用20
• 1.4.4 伊利石在陶瓷行業(yè)的應(yīng)用20-21
• 1.4.5 伊利石在環(huán)保行業(yè)的應(yīng)用21
• 1.4.6 伊利石在其他方面的應(yīng)用21-22
• 1.5 課題研究的目的、意義及內(nèi)容22-25
• 1.5.1 課題研究的目的22
• 1.5.2 課題研究的意義22
• 1.5.3 課題研究?jī)?nèi)容22-25
• 第2章 伊利石原礦物理性質(zhì)研究25-33
• 2.1 實(shí)驗(yàn)儀器25
• 2.2 測(cè)試方法25-27
• 2.3 結(jié)果與討論27-31
• 2.3.1 伊利石原礦粉體顏色分析27-28
• 2.3.2 伊利石原礦粉體粒度組成28-29
• 2.3.3 伊利石原礦粉體XRD分析29-30
• 2.3.4 伊利石原礦粉體FTIR分析30
• 2.3.5 伊利石原礦粉體SEM分析30-31
• 2.4 本章小結(jié)31-33
• 第3章 伊利石脫泥及漂白研究33-43
• 3.1 實(shí)驗(yàn)藥品及儀器33-34
• 3.1.1 本章實(shí)驗(yàn)原料介紹33
• 3.1.2 實(shí)驗(yàn)藥品33-34
• 3.1.3 實(shí)驗(yàn)儀器34
• 3.2 實(shí)驗(yàn)方法34-35
• 3.3 測(cè)試方法35
• 3.4 結(jié)果與討論35-41
• 3.4.1 伊利石脫泥實(shí)驗(yàn)研究35-37
• 3.4.2 伊利石酸溶漂白實(shí)驗(yàn)研究37-41
• 3.5 本章小結(jié)41-43
• 第4章 伊利石插層剝片研究43-55
• 4.1 實(shí)驗(yàn)藥品及儀器43-44
• 4.1.1 本章實(shí)驗(yàn)原料介紹43
• 4.1.2 實(shí)驗(yàn)藥品43-44
• 4.1.3 實(shí)驗(yàn)儀器44
• 4.2 實(shí)驗(yàn)方法44-45
• 4.3 測(cè)試方法45
• 4.4 結(jié)果與討論45-49
• 4.4.1 DMSO對(duì)伊利石插層研究45-47
• 4.4.2 N_2H_4·H_2O對(duì)伊利石插層研究47-49
• 4.5 伊利石插層優(yōu)化實(shí)驗(yàn)研究49-53
• 4.5.1 DMSO、N_2H_4·H_2O優(yōu)化實(shí)驗(yàn)49-50
• 4.5.2 N_2H_4·H_2O插層剝片優(yōu)化樣品表征50-53
• 4.6 本章小結(jié)53-55
• 第5章 伊利石表面改性研究55-65
• 5.1 實(shí)驗(yàn)藥品及儀器55-56
• 5.1.1 本章實(shí)驗(yàn)原料55
• 5.1.2 實(shí)驗(yàn)藥品55-56
• 5.1.3 實(shí)驗(yàn)儀器56
• 5.2 實(shí)驗(yàn)方法56-57
• 5.3 測(cè)試方法57
• 5.4 結(jié)果與討論57-62
• 5.4.1 KH-560對(duì)伊利石改性效果的影響58-60
• 5.4.2 伊利石改性?xún)?yōu)化實(shí)驗(yàn)60
• 5.4.3 KH-560改性?xún)?yōu)化樣品表征60-62
• 5.5 本章小結(jié)62-65
• 第6章 超細(xì)改性伊利石在PE、PP中的應(yīng)用65-77
• 6.1 實(shí)驗(yàn)藥品及儀器65-66
• 6.1.1 本章實(shí)驗(yàn)原料65
• 6.1.2 實(shí)驗(yàn)藥品65-66
• 6.1.3 實(shí)驗(yàn)儀器66
• 6.2 實(shí)驗(yàn)方法66-67
• 6.3 測(cè)試方法67
• 6.4 結(jié)果與討論67-75
• 6.4.1 超細(xì)改性伊利石礦物粉體在PE中的應(yīng)用67-69
• 6.4.2 超細(xì)改性伊利石粉體在PP中的應(yīng)用69-72
• 6.4.3 伊利石增韌PE、PP優(yōu)化實(shí)驗(yàn)研究72-73
• 6.4.4 超細(xì)改性伊利石粉體增韌PE、PP機(jī)理研究73-75
• 6.5 本章小結(jié)75-77
• 第7章 結(jié)論77-79
• 參考文獻(xiàn)79-87
• 附錄87-89
• 致謝89

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本文編號(hào)：1059496