制漿造紙白泥與熱塑性塑料PVC共混復(fù)合材料的研究.pdf

1、化學(xué)制漿堿回收工段會產(chǎn)生大量的白泥，目前，我國對制漿造紙白泥的處理方法主要為填埋法，但這種方法又會造成地下水污染，給制漿造紙廠帶來沉重的固體廢棄物處理負(fù)擔(dān)。開發(fā)高效制漿造紙白泥應(yīng)用新技術(shù)迫在眉睫。本文篩選出一種優(yōu)良的白泥表面改性劑，在國內(nèi)外率先開發(fā)出白泥/PVC共混復(fù)合材料，揭示了白泥/PVC共混復(fù)合材料增強機理，為制漿造紙白泥固體廢棄物高效利用開辟一條途徑，可大力促進(jìn)白泥廢棄資源向高附加值產(chǎn)品轉(zhuǎn)化，從而加快我國造紙工業(yè)和材料工業(yè)的發(fā)展

2、。 本論文研究了白泥的烘干和粉碎工藝。經(jīng)過150℃、120min條件干燥后，去除了白泥中的游離水和結(jié)晶水，白泥基本達(dá)到了絕干。經(jīng)過30min球磨，白泥的平均粒徑從4.281μm降到2.00μm；球磨時間超過30min，白泥的粒徑降低幅度不大。綜合考慮粒徑及成本，白泥的球磨時間以30min為宜。 論文研究了白泥/PVC共混復(fù)合材料熱壓工藝條件，優(yōu)化工藝條件為熱壓溫度175℃、熱壓成型時間12min。論文對鈦酸酯A、鋁酸

3、酯B與鋁酸酯C進(jìn)行篩選，鋁酸酯改性劑B是白泥/PVC共混復(fù)合材料較佳的表面改性劑，鋁酸酯改性劑B較佳的用量為0.5％。 論文研究了白泥用量對白泥/PVC共混復(fù)合材料性能的影響。結(jié)果表明，當(dāng)白泥用量為25份時，白泥/PVC共混復(fù)合材料具有較好的力學(xué)性能、熱學(xué)性能和加工流變性能，復(fù)合材料沖擊強度28.33KJ·m-2，拉伸強度41.51MPa，彎曲強度84.13MPa，彎曲模量4273.67MPa，洛氏硬度59.93HRR，維卡軟

4、化溫度(VST)112.60℃。與純PVC材料相比較，沖擊強度、拉伸強度、彎曲強度、彎曲模量、維卡軟化溫度分別提高了87.99％、0.41％、9.74％、35.68％、10.22％、36.32％。 論文對彈性體改性劑增韌白泥/PVC共混復(fù)合材料抗擊性能進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，ACR是白泥/PVC共混復(fù)合材料較為合適的抗沖擊改性劑，能有效提高白泥/PVC共混復(fù)合材料的沖擊強度，對白泥/PVC共混復(fù)合材料加工流變性能影響不大，但會降

5、低白泥/PVC共混復(fù)合材料拉伸強度、彎曲強度、彎曲模量、硬度和維卡軟化溫度(VST)。 論文研究了改性劑對白泥接觸角變化的影響，結(jié)果表明，鈦酸酯A、鋁酸酯C、鋁酸酯B三種改性劑均可不同程度提高改性白泥的接觸角。0.5％鋁酸酯B處理后白泥的接觸角與聚氯乙烯的接觸角較接近，鋁酸酯B處理后白泥熱重曲線與未改性白泥的熱重曲線也有較大區(qū)別，說明鋁酸酯B改性效果最好，改性處理后的白泥/PVC共混復(fù)合材料性能較好。 論文對改性白泥

6、的紅外光譜進(jìn)行了研究，揭示了白泥表面改性的機理。結(jié)果表明，鈦酸酯A改性處理且經(jīng)過抽提的白泥與未改性白泥紅外光譜圖沒有明顯的區(qū)別，表明鈦酸酯A與白泥的作用力弱，改性效果較差。鋁酸酯B、C改性處理且經(jīng)過抽提的白泥在2960～2850cm-1出現(xiàn)了一組C-H伸縮振動的吸收峰，是長鏈烷基所致，改性劑與白泥產(chǎn)生了較強的結(jié)合。 論文對白泥/PVC共混復(fù)合材料的微觀形態(tài)進(jìn)行分析。純PVC材料沖擊斷面凹凸不平且呈片狀，未改性白泥/PVC共混復(fù)

7、合材料的斷面粗糙且多空穴，具有比較明顯的脆性斷裂特征；白泥用量為25份時，材料斷面沒有明顯的空穴現(xiàn)象，有明顯的“拉絲”現(xiàn)象，具有比較明顯的韌性斷裂特征；當(dāng)白泥的用量超過40份時，材料斷面凹凸不平，且出現(xiàn)了大量的空穴，材料的性能受到嚴(yán)重影響；ACR/白泥/PVC共混復(fù)合材料的斷面具有大量的微孔，呈現(xiàn)“蜂窩狀”，具有典型的韌性斷裂特征。 論文研究了白泥/PVC共混復(fù)合材料的熱失重情況。白泥/PVC共混復(fù)合材料熱失重可分為四個階段。

8、不同白泥用量的復(fù)合材料快速失重階段失重率并無太大區(qū)別，均達(dá)到了70％左右。材料脫HCl降解和無規(guī)降解失重起始溫度隨白泥用量的增加而不斷提高。純PVC材料脫HCl降解和無規(guī)降解的失重起始溫度分別為220.20℃和451.90℃。白泥用量25份時，白泥/PVC共混復(fù)合材料脫HCl降解和無規(guī)降解的失重起始溫度分別提到246.10℃和462.90℃。 論文對白泥/PVC共混復(fù)合材料的增強機理進(jìn)行了分析。經(jīng)過表面改性處理的白泥粒徑越小、