秸稈纖維聚氨酯高效保溫材料的研究

【摘要】：在能源日益枯竭的今天,節(jié)能問(wèn)題越來(lái)越被人們所重視,建筑的能耗主要體現(xiàn)在外墻方面,所以開(kāi)發(fā)研究過(guò)硬的墻體保溫技術(shù)及良好的保溫節(jié)能材料成為了建筑節(jié)能的主要方法。我國(guó)在建筑節(jié)能方面已經(jīng)逐漸提升到了一個(gè)前所未有的高度,政府也相繼出臺(tái)了一些法律及文件等專項(xiàng)政策用來(lái)促進(jìn)建筑節(jié)能的發(fā)展,硬泡聚氨酯泡沫塑料的推廣和應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)更好的建筑節(jié)能這一觀點(diǎn)被人們所認(rèn)可。目前應(yīng)用在外墻保溫系統(tǒng)的保溫材料較普遍是以使用膨脹聚苯板(EPS)和擠塑聚苯板(XPS)為主。EPS得到推廣也是當(dāng)時(shí)國(guó)情所需,它的成本要遠(yuǎn)低于其他的保溫材料,保溫性能也能達(dá)到一定的要求。但EPS的節(jié)能效果僅僅可以滿足建筑節(jié)能50%的要求,而且它有著不易分解等缺點(diǎn)。這樣就迫使一種新的墻體保溫材料來(lái)代替,聚氨酯由于導(dǎo)熱系數(shù)低,在節(jié)能減排的大背景下得到了極大的關(guān)注,成為了一種應(yīng)用廣泛的建筑保溫材料。 一般的硬泡聚氨酯泡沫塑料是采用低沸點(diǎn)的烴類化合物(CFCS)作為其發(fā)泡的發(fā)泡劑,而近年來(lái)被該類化合物被發(fā)現(xiàn)是破壞臭氧層的元兇,所以代替此類發(fā)泡劑的使用,改用全水發(fā)泡也漸漸的得到人們的青睞。然而硬泡聚氨酯沒(méi)能夠得到廣泛的推廣也是由于其生產(chǎn)價(jià)值頗高,現(xiàn)在人們也開(kāi)始著手與研究給聚氨酯添加廉價(jià)的纖維填料,在提高其物理性能的同時(shí)既能不破壞其良好的保溫隔熱性能又能大幅度降低其成本。 本文著重從機(jī)理上闡述全水發(fā)泡技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)。通過(guò)對(duì)硬泡聚氨酯泡沫塑料的制備原理及方法的研究,對(duì)其發(fā)泡工藝進(jìn)行優(yōu)化,得出了最佳配方。分析了秸稈對(duì)RPUF熱穩(wěn)定性的影響,并對(duì)偶聯(lián)劑和秸稈纖維作用機(jī)理進(jìn)行了深入探討。 秸稈纖維增強(qiáng)硬泡聚氨酯是經(jīng)歷了先增大后減小的過(guò)程,最佳的秸稈纖維添加量為MDI的6%,硅烷偶聯(lián)劑的最佳添加量為水的1%。經(jīng)KH-550進(jìn)行表面處理的秸稈纖維,由于偶聯(lián)劑的添加時(shí)秸稈纖維與聚氨酯基體形成了更穩(wěn)穩(wěn)定的化學(xué)鍵,秸稈纖維的增強(qiáng)效果則要明顯高于未增強(qiáng)秸稈纖維基體。 同時(shí)探討了秸稈纖維聚氨酯泡沫塑料的破壞機(jī)理。分析得出秸稈纖維增強(qiáng)的泡沫塑料由于秸稈纖維的加入使孔壁的抗壓性能增強(qiáng),從而提高了秸稈纖維聚氨酯泡沫塑料的壓縮強(qiáng)度。 【關(guān)鍵詞】：硬泡聚氨酯泡沫 壓縮強(qiáng)度 表面改性 秸稈纖維 偶聯(lián)劑
【學(xué)位授予單位】：吉林建筑工程學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號(hào)】：TU551
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-9
• 目錄9-11
• 第1章 緒論11-24
• 1.1 引言11
• 1.2 我國(guó)建筑節(jié)能現(xiàn)狀11-13
• 1.3 目前保溫材料的使用情況13-15
• 1.4 聚氨酯材料概述15-17
• 1.4.1 硬質(zhì)聚氨酯泡沫15-16
• 1.4.2 軟質(zhì)聚氨酯泡沫16
• 1.4.3 水發(fā)泡化學(xué)反應(yīng)及泡沫形成原理16-17
• 1.5 植物纖維的應(yīng)用17-19
• 1.6 纖維對(duì)聚氨酯性能的影響19-21
• 1.7 本課題研究的目的和意義21-22
• 1.8 本課題研究的主要內(nèi)容22-24
• 第2章 秸稈纖維聚氨酯泡沫的制備及測(cè)試方法24-30
• 2.1 引言24
• 2.2 實(shí)驗(yàn)試樣的制備24-26
• 2.3 復(fù)合原料發(fā)泡秸稈纖維聚氨酯泡沫塑料的制備26-28
• 2.3.1 空白試樣的制備26-27
• 2.3.2 秸稈纖維增強(qiáng)聚氨酯配方設(shè)計(jì)27-28
• 2.3.2.1 KH-550水溶液表面張力的測(cè)定及最佳使用濃度的確定27
• 2.3.2.2 秸稈摻量的實(shí)驗(yàn)方案27-28
• 2.4 水發(fā)泡秸稈纖維聚氨酯試樣制備28-29
• 2.4.1 水發(fā)泡硬泡聚氨酯試樣制備28-29
• 2.5 性能測(cè)試方法29-30
• 第3章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析30-56
• 3.1 復(fù)合原料發(fā)泡試樣實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析30-40
• 3.1.1 溫度對(duì)硬泡聚氨酯制備的影響30-32
• 3.1.2 偶聯(lián)劑的作用32-34
• 3.1.3 秸稈纖維摻量對(duì)硬泡聚氨酯導(dǎo)熱系數(shù)的影響34-35
• 3.1.4 秸稈纖維聚氨酯的壓縮實(shí)驗(yàn)及研究35-40
• 3.1.4.1 未增強(qiáng)的硬質(zhì)聚氨酯壓縮實(shí)驗(yàn)35-37
• 3.1.4.2 秸稈纖維聚氨酯壓縮實(shí)驗(yàn)37-40
• 3.2 水發(fā)泡試樣實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析40-55
• 3.2.1 配方影響因素40-43
• 3.2.1.1 異氰酸酯和聚醚多元醇的影響40-42
• 3.2.1.2 異氰酸酯和聚醚多元醇的配比實(shí)驗(yàn)42-43
• 3.2.2 發(fā)泡劑的影響43-45
• 3.2.3 催化劑的影響45-46
• 3.2.4 泡沫穩(wěn)定劑的影響46-47
• 3.2.5 溫度對(duì)硬泡聚氨酯制備的影響47-49
• 3.2.6 水發(fā)泡聚氨酯最佳配方的確立49
• 3.2.7 稻軒纖維慘量對(duì)聚氨酯導(dǎo)熱系數(shù)的影響49-51
• 3.2.8 聚氨酯的壓縮破壞過(guò)程研究51-55
• 3.2.8.1 未增強(qiáng)水發(fā)泡聚氨酯的破壞過(guò)程51-52
• 3.2.8.2 秸稈纖維增強(qiáng)的水發(fā)泡聚氨酯破壞過(guò)程52-55
• 3.3 秸軒纖維聚氨酯DSC分析55-56
• 結(jié)論56-57
• 參考文獻(xiàn)57-61
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文61-64
• 致謝64

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