保溫建筑材料—秸稈地聚合物的工藝優(yōu)化及抗酸堿性能研究

【摘要】：對秸稈進行資源化利用,制備秸稈地聚合物保溫材料,結(jié)合地聚合物自身的穩(wěn)定性能和秸稈的高隔熱保溫性能,使秸稈地聚合物成為一種新型的保溫建筑材料。秸稈地聚合物的合成不僅提高了秸稈的綜合利用率,減輕了對環(huán)境的污染,同時開辟了地聚合物的綜合利用新途徑。而且秸稈地聚合物具備高隔熱保溫性能、高強度和耐久性優(yōu)異等特性,是一種多功能的保溫建筑材料,可緩解能源危機現(xiàn)狀,同時緩解建筑資源能源短缺現(xiàn)象,對節(jié)能減排具有重大的現(xiàn)實指導(dǎo)意義,對實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展和資源合理利用產(chǎn)生深遠的影響。本課題對秸稈地聚合物的工藝優(yōu)化及抗酸堿性能進行了研究。主要研究得出秸稈地聚合物較優(yōu)的工藝配方,以及考查秸稈地聚合物的保溫性能和抗酸堿性能。通過對秸稈地聚合物進行熱重-差熱(TG-DTA)分析、電鏡掃描(SEM)分析、X射線衍射(XRD)分析和傅立葉紅外光譜(FT-IR)分析來研究秸稈地聚合物的微觀結(jié)構(gòu)、分析秸稈與地聚合物的結(jié)合方式以及分析秸稈地聚合物的微觀結(jié)構(gòu)與保溫性能、抗酸堿性能的關(guān)系。主要結(jié)果如下：(1)秸稈地聚合物的配方為：A=3.9,B=0.30,偏高嶺土量為166.9g,摻入秸稈長度為1mm,秸稈摻入量為4%,水灰比控制在0.10,制備得到的試塊置于20℃,相對濕度70%的恒溫恒濕箱中養(yǎng)護7 d。(2)秸稈地聚合物的導(dǎo)熱系數(shù)隨著秸稈摻量的增加而降低,當秸稈摻量超過4%時,秸稈地聚合物的導(dǎo)熱系數(shù)趨于穩(wěn)定,均低于0.07W/(m·K),具有良好的保溫效果；同時,當秸稈摻量超過4%時,秸稈地聚合物在高溫煅燒后的抗壓強度值不理想,耐高溫性能減弱。因此結(jié)合對秸稈地聚合物導(dǎo)熱系數(shù)和耐高溫性能的測定結(jié)果,選取得出秸稈的最佳摻量為4%,從而制備得到高保溫、高性能的保溫建筑材料。由SEM可知,秸稈地聚合物為無定形層狀結(jié)構(gòu),秸稈的摻入提高了地聚合物的保溫性能,同時通過TG-DTA曲線分析得出秸稈地聚合物優(yōu)良的耐高溫性能。(3)秸稈地聚合物具有良好的抗酸堿性能。秸稈地聚合物經(jīng)酸堿浸泡28 d后,仍具有較好的抗壓性能。結(jié)合XRD、SEM和FT-IR分析可知,摻入秸稈后秸稈地聚合物中沒有新相生成,秸稈與地聚合物的結(jié)合方式為物理結(jié)合。由XRD和FT-IR圖譜可知,經(jīng)酸堿浸泡后秸稈地聚合物的結(jié)構(gòu)與未浸泡的秸稈地聚合物結(jié)構(gòu)基本保持一致,仍具有地聚合物的特性,反映了秸稈地聚合物良好的抗酸堿性能。同時由SEM可知,秸稈地聚合物經(jīng)酸堿浸泡之后雖然出現(xiàn)了氣孔和裂縫,但是緊密的層狀結(jié)構(gòu)依然清晰可見,保持了地聚合物的基本結(jié)構(gòu),因此具有良好的抗酸堿性能。因此,以秸稈為原料制備得到的秸稈地聚合物是一種高保溫、高強度以及抗酸堿性能良好的新型保溫建筑材料,具有良好的資源化利用前景。 【關(guān)鍵詞】：地聚合物 秸稈 保溫 工藝優(yōu)化 抗酸堿性能 微觀結(jié)構(gòu)
【學(xué)位授予單位】：浙江工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TU551
【目錄】：

• 摘要4-7
• ABSTRACT7-13
• 第一章 緒論13-25
• 1.1 地聚合物的研究13-19
• 1.1.1 地聚合物簡介13
• 1.1.2 地聚合物結(jié)構(gòu)及聚合機理13-15
• 1.1.3 地聚合物性能15-16
• 1.1.4 地聚合物的研究現(xiàn)狀16-19
• 1.2 秸稈的應(yīng)用研究19-21
• 1.2.1 秸稈簡介19
• 1.2.2 秸稈綜合利用19-20
• 1.2.3 秸稈建筑材料20-21
• 1.3 保溫材料的研究21-25
• 1.3.1 保溫材料簡介21
• 1.3.2 工業(yè)保溫材料的研究21-22
• 1.3.3 建筑保溫材料的研究22-25
• 第二章 課題的研究意義及內(nèi)容25-31
• 2.1 課題的研究目的及意義25-26
• 2.2 課題的研究目標及內(nèi)容26-27
• 2.3 實驗工藝流程27-28
• 2.4 實驗主要儀器與設(shè)備28-29
• 2.5 實驗主要分析測試方法29
• 2.6 實驗原材料分析29-31
• 2.6.1 高嶺土29
• 2.6.2 偏高嶺土29-30
• 2.6.3 秸稈30
• 2.6.4 水玻璃30-31
• 第三章 秸稈地聚合物的工藝配方研究31-42
• 3.1 實驗內(nèi)容與實驗方法31-32
• 3.1.1 實驗配比計算31
• 3.1.2 實驗方法31-32
• 3.2 實驗結(jié)果分析與討論32-41
• 3.2.1 B值對秸稈地聚合物抗壓強度的影響32-34
• 3.2.2 A值對秸稈地聚合物抗壓強度的影響34-36
• 3.2.3 秸稈長度對秸稈地聚合物抗壓強度的影響36-37
• 3.2.4 秸稈摻量對秸稈地聚合物抗壓強度的影響37-39
• 3.2.5 水灰比對秸稈地聚合物抗壓強度的影響39-40
• 3.2.6 養(yǎng)護濕度對秸稈地聚合物抗壓強度的影響40-41
• 3.3 本章小結(jié)41-42
• 第四章 秸稈地聚合物的保溫性能42-54
• 4.1 秸稈地聚合物導(dǎo)熱系數(shù)的測定42-44
• 4.1.1 實驗方法42-43
• 4.1.2 實驗結(jié)果及分析43-44
• 4.2 秸稈地聚合物的耐高溫性能44-49
• 4.2.1 實驗方法44
• 4.2.2 實驗結(jié)果及分析44-49
• 4.3 秸稈地聚合物的熱重-差熱(TG-DTA)分析49-51
• 4.4 秸稈地聚合物的電鏡掃描(SEM)分析51-52
• 4.5 本章小結(jié)52-54
• 第五章 秸稈地聚合物的抗酸堿性能54-68
• 5.1 秸稈地聚合物的抗酸性能54-56
• 5.1.1 實驗方法54
• 5.1.2 實驗結(jié)果及分析54-56
• 5.2 秸稈地聚合物的抗堿性能56-58
• 5.2.1 實驗方法56-57
• 5.2.2 實驗結(jié)果及分析57-58
• 5.3 秸稈地聚合物的X-ray衍射(XRD)分析58-61
• 5.3.1 秸稈地聚合物XRD分析58-59
• 5.3.2 秸稈地聚合物抗酸堿性能分析59-61
• 5.4 秸稈地聚合物的電鏡掃描(SEM)分析61-63
• 5.4.1 秸稈地聚合物SEM分析61
• 5.4.2 秸稈地聚合物抗酸堿性能分析61-63
• 5.5 秸稈地聚合物的傅立葉變換紅外光譜(FT-IR)分析63-66
• 5.5.1 秸稈地聚合物FT-IR分析63-64
• 5.5.2 秸稈地聚合物抗酸堿性能分析64-66
• 5.6 本章小結(jié)66-68
• 第六章 結(jié)論與展望68-70
• 6.1 結(jié)論68-69
• 6.2 創(chuàng)新點69
• 6.3 建議69-70
• 參考文獻70-76
• 致謝76-77
• 攻讀碩士學(xué)位期間參與的科研項目和成果77

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