本文關(guān)鍵詞：動物膠的合成改性優(yōu)化機理及其型砂性能的研究

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【摘要】：進入21世紀以來，由于受到能源危機的影響，資源的高效利用以及環(huán)境改善已經(jīng)成為全球關(guān)注的熱點問題。鑄造行業(yè)的研究重點由原來的化石原料轉(zhuǎn)向開發(fā)利用可再生資源，環(huán)境友好型的綠色鑄造粘結(jié)劑成為發(fā)展主流。動物膠粘結(jié)劑無毒無害，容易潰散，可以降解，，應(yīng)用前景較廣。普通動物膠活性低，常溫下是固態(tài)，不利于混砂，直接作為型砂粘結(jié)劑的效果不佳，因此需要對它進行改性處理。本文主要研究了動物膠的分解工藝、改性工藝，通過元素分析儀、紅外光譜儀、紫外光譜儀對制得的改性動物膠粘結(jié)劑進行了表征分析，以揭示動物膠粘結(jié)劑合成改性機理，并對動物膠粘結(jié)劑的型砂性能進行了研究。 以動物膠粘結(jié)劑的粘度和強度為性能指標，通過試驗確定出合適的水膠比。通過大量的單因素試驗以及正交試驗，得出最佳的分解方式為堿解并確定出最佳的堿解工藝；動物膠蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)選擇合適的改性劑，在大量試驗的基礎(chǔ)上，確定出最佳的改性工藝。最終確定出的動物膠粘結(jié)劑的堿解工藝及改性工藝為：水膠比為8:5，分解方式為堿解，NaOH為催化劑，加入量為動物膠質(zhì)量的6%，堿解時間30min，堿解溫度45℃，選用丙烯酸、葡萄糖為改性劑，過硫酸銨為丙烯酸的引發(fā)劑，改性工藝各組分最佳配比（質(zhì)量比）為：動物膠：丙烯酸：過硫酸銨：糖=100:30:3:15，改性溫度為75℃，改性時間選定為90min。通過烘干硬化，改性動物膠粘結(jié)劑型砂的初強度達到2.50MPa。 經(jīng)元素分析儀分析得到改性前后動物膠粘結(jié)劑組成元素發(fā)生了變化。通過紅外光譜、紫外光譜對改性機理進行理論分析，分析認為：改性劑丙烯酸、葡萄糖與動物膠發(fā)生了接枝共聚、酯化交聯(lián)反應(yīng)，改變了動物膠的分子結(jié)構(gòu)，使其具有高強度。 最后對改性動物膠粘結(jié)劑的型砂性能進行了研究，得到結(jié)論：由于改變了粘結(jié)橋的破壞方式，改性后型砂的強度增大；改性動物膠粘結(jié)劑型砂的可使用時間為3小時；砂型具有良好的存放性；發(fā)氣量為19ml·g-1；動物膠粘結(jié)劑具有良好的高溫潰散性。
【關(guān)鍵詞】：動物膠 堿解 改性 接枝共聚 酯化交聯(lián)
【學(xué)位授予單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG22
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-19
• 1.1 鑄造粘結(jié)劑的概況和前景9-13
• 1.1.1 鑄造粘結(jié)劑的概況9-10
• 1.1.2 鑄造粘結(jié)劑的發(fā)展趨勢10-13
• 1.2 動物膠粘結(jié)劑及其改性13-17
• 1.2.1 動物膠粘結(jié)劑的發(fā)展現(xiàn)狀13-15
• 1.2.2 動物膠蛋白質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)和物理特點15
• 1.2.3 動物膠粘結(jié)劑的改性15-17
• 1.3 動物膠粘結(jié)劑的優(yōu)勢及存在問題17-19
• 1.3.1 動物膠粘結(jié)劑的優(yōu)勢17
• 1.3.2 動物膠粘結(jié)劑存在的問題17
• 1.3.3 課題的提出17-19
• 第2章 試驗材料、設(shè)備及方法19-24
• 2.1 試驗用原料及設(shè)備19-21
• 2.1.1 試驗原料19-20
• 2.1.2 試驗設(shè)備20-21
• 2.2 試驗方法21-22
• 2.2.1 改性動物膠粘結(jié)劑的合成21-22
• 2.2.2 試樣的制備22
• 2.3 動物膠粘結(jié)劑的性能檢測及表征22-24
• 第3章 改性動物膠粘結(jié)劑的制備24-35
• 3.1 水解工藝的研究24-25
• 3.1.1 水膠比的確定24-25
• 3.1.2 水解方法的選擇25
• 3.2 堿解工藝的研究25-29
• 3.2.1 堿解溫度的研究25-26
• 3.2.2 堿解時間的研究26-27
• 3.2.3 正交試驗27-29
• 3.2.4 堿解工藝小結(jié)29
• 3.3 改性工藝的研究29-34
• 3.3.1 動物膠粘結(jié)劑改性劑的確定29-30
• 3.3.2 改性動物膠粘結(jié)劑改性時間的研究30-31
• 3.3.3 改性動物膠粘結(jié)劑改性溫度的研究31-32
• 3.3.4 正交試驗32-34
• 3.3.5 改性工藝小結(jié)34
• 3.4 本章小結(jié)34-35
• 第4章 動物膠粘結(jié)劑的改性機理分析35-44
• 4.1 動物膠的溶脹35
• 4.2 動物膠的堿解35-36
• 4.3 動物膠的改性36
• 4.4 元素分析36-37
• 4.5 紅外光譜分析37-40
• 4.5.1 丙烯酸改性的紅外光譜分析37-38
• 4.5.2 葡萄糖改性的紅外光譜分析38-39
• 4.5.3 復(fù)合改性的紅外光譜分析39-40
• 4.6 紫外光譜分析40-43
• 4.6.1 丙烯酸改性的紫外光譜分析41
• 4.6.2 葡萄糖改性的紫外光譜分析41-42
• 4.6.3 復(fù)合改性的紫外光譜分析42-43
• 4.7 本章小結(jié)43-44
• 第5章 改性動物膠粘結(jié)劑型砂性能的研究44-49
• 5.1 動物膠粘結(jié)劑型砂斷口形貌研究44-45
• 5.2 型砂可使用時間的研究45-46
• 5.3 放置時間對型砂的抗拉強度的影響46
• 5.4 動物膠粘結(jié)劑砂發(fā)氣量的測定46-47
• 5.5 動物膠粘結(jié)劑砂潰散性的測定47-48
• 5.6 本章小結(jié)48-49
• 第6章 結(jié)論49-50
• 參考文獻50-53
• 在學(xué)研究成果53-54
• 致謝54

【參考文獻】

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本文編號：656422