本文關(guān)鍵詞：常壓醇水法α-半水石膏的形貌調(diào)控及性能研究

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【摘要】：隨著我國磷肥業(yè)的快速發(fā)展,至2015年底,我國磷石膏的堆積總量已超過5億噸,大量石膏的堆存不僅占用大量土地,還會對水體、大氣、環(huán)境造成嚴(yán)重的污染,因此實(shí)現(xiàn)磷石膏的資源化利用,防止二次污染,是目前亟待解決的問題。利用磷石膏呈濕態(tài)粉體、品位較高的特點(diǎn),本文采用常壓醇水法制備長徑比大小不同的α-半水石膏,考察了醇溶液濃度、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間、固液比、p H值等單因素及不同類型轉(zhuǎn)晶劑對二水石膏脫水產(chǎn)物結(jié)晶水含量和晶體形貌的影響,對轉(zhuǎn)晶劑作用機(jī)理進(jìn)行簡單分析,并進(jìn)行了α-半水石膏晶須/PP復(fù)合材料的力學(xué)性能研究。實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn):常壓醇水法制備α-半水石膏的優(yōu)化工藝條件為:醇濃度為50%、反應(yīng)溫度105℃、反應(yīng)時間2 h、p H=5。固液比為1:9時,形成的晶體為細(xì)纖維狀,長徑比約為90:1~60:1;固液比為1:5時生成的晶體呈棒狀,長徑比約為12:1~8:1,測得24 h抗壓強(qiáng)度為13.26MPa。無機(jī)鹽類和大分子類轉(zhuǎn)晶劑對產(chǎn)物晶體形貌的影響不大,獲得產(chǎn)物晶體形貌尺寸未有明顯變化。有機(jī)酸類和表面活性劑類轉(zhuǎn)晶劑抑制晶體向c軸方向生長的較為明顯,可獲得長徑比為3:1~1:1的短柱狀高強(qiáng)α-半水石膏。有機(jī)酸類轉(zhuǎn)晶劑在晶體表面的賦存狀態(tài)分析:是由于有機(jī)酸類物質(zhì)在溶液中電離出羧酸根離子,與溶液中溶解的鈣離子絡(luò)合,生成一種大分子薄膜吸附在晶體的(111)面上,抑制c軸方向的生長,達(dá)到改變晶體形貌的目的。經(jīng)不同改性處理的晶須/PP復(fù)合材料的之間的粘結(jié)情況較未改性處理的復(fù)合材料的粘結(jié)情況好,各方面的綜合力學(xué)性能也有所提高。在晶須添加量為10%時,經(jīng)硬脂酸鈉和硅烷偶聯(lián)劑KH-550處理的晶須/PP復(fù)合材料相對純PP拉伸強(qiáng)度分別提高4.89%、11.40%。這兩種不同改性劑處理的復(fù)合材料中,采用硅烷偶聯(lián)劑KH-550處理的晶須/PP復(fù)合材料增韌效果較好,拉伸斷裂伸長率也較大。
【關(guān)鍵詞】：磷石膏 α-半水石膏 常壓醇水法 轉(zhuǎn)晶劑 復(fù)合材料
【學(xué)位授予單位】：西南科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TQ177.37
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 緒論10-25
• 1.1 研究背景10-14
• 1.1.1 磷石膏的產(chǎn)生及綜合利用率10-11
• 1.1.2 國內(nèi)外磷石膏的利用現(xiàn)狀11-13
• 1.1.3 磷石膏制備α-半水石膏的優(yōu)勢13-14
• 1.2 α-半水石膏的研究現(xiàn)狀14-18
• 1.2.1 α-半水石膏的形成機(jī)理14-15
• 1.2.2 α-半水石膏的制備方法15-16
• 1.2.3 α-高強(qiáng)石膏的應(yīng)用16-17
• 1.2.4 α-半水石膏晶須的應(yīng)用17-18
• 1.3 α-半水石膏晶形調(diào)控技術(shù)研究現(xiàn)狀18-20
• 1.3.1 α-半水石膏的晶體形貌18-19
• 1.3.2 晶形調(diào)控技術(shù)研究現(xiàn)狀19-20
• 1.4 選題目的和意義20-22
• 1.4.1 研究目的20-21
• 1.4.2 研究意義21-22
• 1.5 本論文研究內(nèi)容、創(chuàng)新點(diǎn)及技術(shù)路線22-25
• 1.5.1 研究內(nèi)容22-23
• 1.5.2 創(chuàng)新點(diǎn)23
• 1.5.3 技術(shù)路線23-25
• 2 原材料、設(shè)備及實(shí)驗(yàn)方法25-33
• 2.1 原材料25-29
• 2.1.1 磷石膏25-27
• 2.1.2 化學(xué)試劑27-28
• 2.1.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)備與儀器28-29
• 2.2 實(shí)驗(yàn)方法29-33
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)步驟29-30
• 2.2.2 分析測試方法30-33
• 3 工藝條件對常壓醇水法α-半水石膏的影響33-45
• 3.1 醇溶液濃度33-35
• 3.1.1 醇溶液濃度對二水石膏轉(zhuǎn)化率的影響33-34
• 3.1.2 醇溶液濃度對晶體形貌的影響34-35
• 3.2 反應(yīng)溫度35-37
• 3.2.1 反應(yīng)溫度對二水石膏轉(zhuǎn)化率的影響35-36
• 3.2.2 反應(yīng)溫度對晶體形貌的影響36-37
• 3.3 固液比37-39
• 3.3.1 固液比對二水石膏轉(zhuǎn)化率的影響37-38
• 3.3.2 固液比對晶體形貌的影響38-39
• 3.4 pH值39-41
• 3.4.1 pH比對二水石膏脫水速率的影響39-40
• 3.4.2 pH對晶體形貌的影響40-41
• 3.5 優(yōu)化工藝條件下半水石膏的特性41-43
• 3.6 本章小結(jié)43-45
• 4 轉(zhuǎn)晶劑對α-半水石膏晶體的形貌調(diào)控45-73
• 4.1 前言45-46
• 4.2 無機(jī)鹽類轉(zhuǎn)晶劑46-48
• 4.2.1 硫酸鋁46-48
• 4.3 有機(jī)類轉(zhuǎn)晶劑48-57
• 4.3.1 丁二酸48-50
• 4.3.2 順丁烯二酸50-52
• 4.3.3 檸檬酸52-54
• 4.3.4 三聚氰胺54-55
• 4.3.5 性能測定55-57
• 4.4 大分子類轉(zhuǎn)晶劑57-60
• 4.4.1 糊精57-59
• 4.4.2 明膠59-60
• 4.5 表面活性劑類60-65
• 4.5.1 十二烷基苯磺酸鈉60-62
• 4.5.2 單硬脂酸甘油酯62-64
• 4.5.3 性能測定64-65
• 4.6 有機(jī)酸類轉(zhuǎn)晶劑在晶體表面的賦存狀態(tài)65-72
• 4.6.1 有機(jī)酸在不同晶面的選擇吸附67-71
• 4.6.2 紅外分析71-72
• 4.7 本章小結(jié)72-73
• 5 α-半水石膏晶須對PP性 能的影響73-81
• 5.1 改性劑對復(fù)合材料分子間化學(xué)鍵合的影響73-75
• 5.2 α-半 水石膏晶須對PP拉伸強(qiáng)度的影響75-77
• 5.3 α-半 水石膏晶須對PP沖擊強(qiáng)度的影響77-78
• 5.4 晶須/PP復(fù)合材料沖擊斷口界面情況78-80
• 5.5 本章小結(jié)80-81
• 結(jié)論81-83
• 致謝83-84
• 參考文獻(xiàn)84-90
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及研究成果90

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本文編號：556961