本文關(guān)鍵詞：氧化鎂基調(diào)濕材料的研究與應(yīng)用

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【摘要】：本文以氧化鎂為主要原料,采用物理發(fā)泡技術(shù),通過添加改性礦物材料,加水混合成漿體后澆注成型,獲得氧化鎂基復(fù)合調(diào)濕材料。首先對具有吸放濕特性的礦物材料進行改性,并對改性后礦物材料的微觀形貌、比表面積、孔容、孔徑及吸放濕特性的變化規(guī)律進行分析。然后以輕質(zhì)氧化鎂為主要原料,磷酸二氫鉀為激發(fā)劑,硼酸為緩凝劑,通過物理、化學(xué)發(fā)泡法制備氧化鎂基多孔材料。采用單一變量法探究了發(fā)泡劑種類及摻量、原料配比(M/P)對氧化鎂基多孔材料物理性能的影響。最后通過添加改性礦物材料,制備出氧化鎂基復(fù)合調(diào)濕材料,研究改性礦物材料種類及添加量對復(fù)合材料物理性能和吸放濕量大小和速度的影響。具體研究內(nèi)容和實驗結(jié)果如下:(1)本文選用吸濕性能較好的硅藻土和海泡石為研究對象,通過酸浸-焙燒對硅藻土、海泡石進行改性,并用XRD、XPS、FT-IR、SEM、孔隙比表面分析儀對樣品進行分析表征。研究了酸浸、焙燒對硅藻土和海泡石比表面積、孔結(jié)構(gòu)及吸放濕性能的影響。探討了硅藻土、海泡石的調(diào)濕機理。結(jié)果表明:酸浸、焙燒改變了硅藻土、海泡石的比表面積及孔結(jié)構(gòu)。硅藻土、海泡石的結(jié)構(gòu)和表面性質(zhì)是決定其吸放濕能力的兩大因素。經(jīng)過酸浸-焙燒的硅藻土,吸濕率可成倍增加。海泡石經(jīng)酸浸后,孔道中的方解石等雜質(zhì)被溶解,其吸濕率可達到1.018%。(2)通過物理、化學(xué)發(fā)泡法制備氧化鎂基多孔材料。采用單一變量法探究了發(fā)泡劑種類及摻量、原料配比(M/P)對氧化鎂基多孔材料物理性能的影響。結(jié)果表明:在室溫條件下,選用來源廣泛、制備工藝簡單的輕質(zhì)氧化鎂為主要原料,磷酸二氫鉀為激發(fā)劑,硼酸為緩凝劑,采用物理、化學(xué)發(fā)泡的方法可以制備出孔徑大小分布不同的多孔氧化鎂基材料。材料的性能與其體積密度及氣孔率密切相關(guān)。當以復(fù)合發(fā)泡劑F4為發(fā)泡劑,加入量為0.75%、M/P為4/1、硼酸摻量為10%、水灰比為0.90時,可制得體積密度為490kg/m3、導(dǎo)熱系數(shù)為0.1725W/(m·K)、抗壓強度為0.304MPa的多孔材料。(3)以磷酸鎂膠凝材料為主要原料,采用物理發(fā)泡技術(shù),通過添加改性礦物材料,加水混合成漿體后澆注成型,獲得多孔氧化鎂基復(fù)合調(diào)濕材料。研究改性礦物材料種類及添加量對復(fù)合材料力學(xué)性能、熱性能及吸放濕量大小和速度的影響,并表征氧化鎂基體中孔結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明:硅藻土、海泡石可以均勻地分布在氧化鎂基復(fù)合調(diào)濕材料中,當改性礦物材料的摻加量為20%時,可制備出導(dǎo)熱系數(shù)為0.1362W/(m·K)、抗壓強度為0.568MPa、飽和吸濕量為3.1529g(85%RH)、飽和放濕量為2.8581g(25%RH)的復(fù)合調(diào)濕材料,其在較高的濕度在表現(xiàn)出好的吸濕性能。
【關(guān)鍵詞】：硅藻土 海泡石 孔結(jié)構(gòu) 吸放濕性能 鎂基膠凝材料 物理發(fā)泡 抗壓強度 導(dǎo)熱系數(shù)
【學(xué)位授予單位】：安徽建筑大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TB33
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-13
• 引言13-14
• 第一章 緒論14-23
• 1.1 課題的研究背景及意義14
• 1.2 調(diào)濕材料的概述14-19
• 1.2.1 調(diào)濕材料的研究現(xiàn)狀14-16
• 1.2.2 無機礦物類調(diào)濕材料16-17
• 1.2.3 無機礦物的改性方法17-19
• 1.2.3.1 擦洗法17-18
• 1.2.3.2 酸浸法18
• 1.2.3.3 焙燒法18
• 1.2.3.4 其他改性方法18-19
• 1.3 多孔鎂基材料的研究19-21
• 1.3.1 磷酸鎂膠凝材料19-20
• 1.3.2 發(fā)泡材料20-21
• 1.4 本課題研究的內(nèi)容21-23
• 第二章 實驗內(nèi)容及研究方法23-30
• 2.1 實驗材料23-25
• 2.1.1 無機礦物原料23
• 2.1.2 實驗儀器與試劑23-25
• 2.2 實驗過程25-26
• 2.2.1 無機礦物的改性25-26
• 2.2.1.1 酸浸25
• 2.2.1.2 焙燒25-26
• 2.2.2 多孔鎂基材料的制備26
• 2.2.2.1 泡沫預(yù)制26
• 2.2.2.2 漿體制備26
• 2.2.2.3 注模26
• 2.2.3 多孔鎂基復(fù)合調(diào)濕材料的制備26
• 2.3 研究方法26-30
• 2.3.1 DSC-TG熱分析26-27
• 2.3.2 XRD物相分析27
• 2.3.3 XPS元素分析27
• 2.3.4 紅外光譜分析27
• 2.3.5 表面形貌分析27
• 2.3.6 礦物孔結(jié)構(gòu)分析27-28
• 2.3.7 鎂基多孔材料分析28
• 2.3.7.1 性能測試28
• 2.3.7.2 體積密度28
• 2.3.7.3 氣孔率28
• 2.3.7.4 孔結(jié)構(gòu)分析28
• 2.3.8 吸放濕性能測試28-30
• 2.3.8.1 吸濕試驗29
• 2.3.8.2 放濕試驗29-30
• 第三章 改性對無機礦物孔結(jié)構(gòu)及調(diào)濕性能的影響30-50
• 3.1 引言30
• 3.2 酸浸-焙燒對硅藻土孔結(jié)構(gòu)及吸放濕性能的影響30-40
• 3.2.1 酸濃度對硅藻土吸濕率的影響30-31
• 3.2.2 DSC-TG熱分析31
• 3.2.3 XRD物相分析31-32
• 3.2.4 XPS元素分析32-34
• 3.2.5 紅外光譜34
• 3.2.6 表面形貌34-35
• 3.2.7 氮氣吸附-脫附曲線及孔結(jié)構(gòu)35-38
• 3.2.8 酸浸、焙燒對吸放濕性能的影響38-39
• 3.2.9 硅藻土調(diào)濕機理39-40
• 3.3 酸浸-焙燒對海泡石孔結(jié)構(gòu)及吸放濕性能的影響40-49
• 3.3.1 酸濃度對海泡石吸濕率的影響40
• 3.3.2 XRD物相分析40-41
• 3.3.3 XPS元素分析41-42
• 3.3.4 紅外光譜分析42-43
• 3.3.5 表面形貌分析43-44
• 3.3.6 氮氣吸附-脫附曲線及孔結(jié)構(gòu)分析44-47
• 3.3.7 酸浸、焙燒對吸放濕性能的影響47-48
• 3.3.8 海泡石調(diào)濕機理分析48-49
• 3.3.8.1 表面吸附48-49
• 3.3.8.2 毛細管凝聚作用49
• 3.4 本章小結(jié)49-50
• 第四章 氧化鎂基多孔材料的制備及性能50-60
• 4.1 引言50
• 4.2 發(fā)泡劑種類對多孔材料的影響50-54
• 4.2.1 XRD物相分析50-51
• 4.2.2 多孔材料的性能51-52
• 4.2.3 宏觀孔結(jié)構(gòu)分析52-53
• 4.2.4 SEM形貌分析53-54
• 4.3 發(fā)泡劑摻量對多孔材料的影響54-56
• 4.3.1 表面形貌54
• 4.3.2 體積密度及氣孔率54-55
• 4.3.3 平均孔徑及孔徑分布55
• 4.3.4 多孔材料的性能55-56
• 4.4 原料配比M/P對多孔材料的影響56-59
• 4.4.1 XRD物相分析56-57
• 4.4.2 體積密度及氣孔率57-58
• 4.4.3 平均孔徑及孔徑分布58
• 4.4.4 多孔材料的性能58-59
• 4.5 發(fā)泡材料機理及性能分析59
• 4.6 本章小結(jié)59-60
• 第五章 氧化鎂基復(fù)合調(diào)濕材料的研究60-67
• 5.1 引言60
• 5.2 無機礦物種類對復(fù)合材料的影響60-63
• 5.2.1 XRD物相分析60-61
• 5.2.2 復(fù)合材料微觀形貌61-62
• 5.2.3 復(fù)合材料的宏觀形貌62
• 5.2.4 復(fù)合材料的性質(zhì)62-63
• 5.2.5 復(fù)合材料的調(diào)濕性能63
• 5.3 無機礦物摻量對復(fù)合材料的影響63-66
• 5.3.1 礦物摻量對材料力學(xué)及熱性能的影響63-64
• 5.3.2 礦物摻量對材料調(diào)濕性能的影響64-65
• 5.3.3 復(fù)合材料的調(diào)濕性能65-66
• 5.4 本章小結(jié)66-67
• 結(jié)論67-69
• 參考文獻69-75
• 致謝75-76
• 作者簡介及讀研期間的主要科研成果76

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本文編號：514151