本文選題：鋰輝石礦渣 + 力學(xué)性能��； 參考：《揚(yáng)州大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：鋰輝石礦渣是工業(yè)上利用鋰輝石礦提取碳酸鋰(主要應(yīng)用于光伏產(chǎn)業(yè))后產(chǎn)生的工業(yè)固體廢渣。隨著環(huán)境保護(hù)形勢(shì)日趨嚴(yán)峻,對(duì)于工業(yè)和生活廢物的二次利用就顯得愈發(fā)重要。鋰輝石礦主要分布于澳大利亞,中國(guó),美國(guó),加拿大和巴西。對(duì)于這些國(guó)家,鋰輝石礦渣不但堆放占地,要人管理,且易隨刮風(fēng)下雨流失,進(jìn)而導(dǎo)致污染環(huán)境,危害農(nóng)田。因此如何處理鋰輝石礦渣成了急需解決的問(wèn)題。目前針對(duì)鋰輝石礦渣的主要處理途徑有:與水泥復(fù)合成為混凝土或者與其它硅酸鹽復(fù)合制備強(qiáng)化陶瓷。但是這些途徑對(duì)于鋰輝石礦渣的回收利用量有限,無(wú)法最大限度地解決環(huán)境問(wèn)題,并且商業(yè)附加值低。對(duì)鋰輝石礦渣進(jìn)行處理改性后和高分子復(fù)合,則能夠?yàn)殇囕x石礦渣的回收利用提供額外的途徑。本文先采用熔融共混的方法制備得到聚乳酸(PLA)/鋰輝石礦渣復(fù)合材料和熱塑性聚酯彈性體(TPEE)/鋰輝石礦渣復(fù)合材料,然后進(jìn)一步對(duì)鋰輝石礦渣進(jìn)行不同的化學(xué)改性,提升鋰輝石礦渣的增強(qiáng)效果。隨后利用形貌表征、動(dòng)態(tài)力學(xué)分析、流變學(xué)等多種表征手段研究了復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)與性能,通過(guò)結(jié)晶動(dòng)力學(xué)、粘彈性理論和力學(xué)模型描述了復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系。(1)將鋰輝石礦渣進(jìn)行堿處理,提取出礦渣之中二氧化硅,并制備得到無(wú)定形的二氧化硅納米粒子,與PLA熔融共混制備得到復(fù)合材料,并與未改性的微米級(jí)鋰輝石礦渣填充的PLA復(fù)合材料進(jìn)行了形態(tài)與性能的比較。結(jié)果表明未改性的鋰輝石礦渣可以增加PLA的楊氏模量的同時(shí)不降低拉伸強(qiáng)度,起到了良好的惰性填充劑的作用。而經(jīng)過(guò)化學(xué)處理后的納米級(jí)鋰輝石礦渣既可以增加PLA的楊氏模量,又可以大幅提升其拉伸強(qiáng)度,起到了活性增強(qiáng)劑的作用。(2)利用聚乙二醇(PEG)對(duì)鋰輝石礦渣進(jìn)行表面改性,并通過(guò)熔融共混制備了鋰輝石礦渣/TPEE復(fù)合材料和PEG改性的鋰輝石礦渣/TPEE復(fù)合材料。利用原子力顯微鏡(AFM)、差示掃描量熱儀(DSC)和萬(wàn)能電子拉力機(jī)測(cè)試得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,表明純TPEE中硬段部分以納米級(jí)的晶粒均勻的分布在軟段之中,而鋰輝石礦渣和PEG改性的鋰輝石礦渣的加入對(duì)TPEE中的硬段部分都起到了異相成核作用,楊氏模量和屈服強(qiáng)度都得到了增加,而硬段晶粒和PEG改性的鋰輝石礦渣結(jié)合得更加牢固,使得復(fù)合材料中的“滾珠效應(yīng)”降低,在相同的填充量下,其復(fù)合材料的楊氏模量和屈服強(qiáng)度更高,起到了更好的增強(qiáng)作用。(3)將石墨烯和鋰輝石礦渣通過(guò)化學(xué)改性制得復(fù)合材料,利用XPS(X射線光電子能譜)深入分析了復(fù)合材料化學(xué)鍵的組成,并且利用AFM表征了鋰輝石礦渣/石墨烯復(fù)合材料的微觀形貌,表明了石墨烯和鋰輝石礦渣發(fā)生了化學(xué)鍵合,并且石墨烯緊密地“貼在”鋰輝石礦渣的表面。然后再通過(guò)熔融共混的方法制備得到復(fù)合材料。利用旋轉(zhuǎn)流變儀和萬(wàn)能電子拉力機(jī)對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行分析,表明鋰輝石礦渣/石墨烯/TPEE復(fù)合材料彈性和粘性上均有了明顯的提高,對(duì)于TPEE分子鏈團(tuán)抑制作用很好,并且形成了逾滲網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),其力學(xué)性能的增強(qiáng)也大大提升,楊氏模量和屈服強(qiáng)度均大于未改性的鋰輝石礦渣/TPEE復(fù)合材料。
[Abstract]:This paper deals with the structure and properties of spodumene slag . ( 3 ) The composite material was prepared by chemical modification of graphene and spodumene slag . The composition of the composite was analyzed by means of XPS ( X - ray photoelectron spectroscopy ) .

【學(xué)位授予單位】：揚(yáng)州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：X753;TB33

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1851054