粉体工程论文
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粉体工程导论论文题目醇-水溶液加热法制备纳米ZrO2粉体学院名称化学化工学院指导老师_____________________职称教授班级学号学生姓名2015年11月26日目录醇-水溶液加热法制备ZrO2的研究讨论 (3)一、醇-水溶液加热法简介 (3)1.工艺流程(如图2) (4)2.反应机理 (4)二、醇-水溶液加热法制备ZrO2粉体的特点 (4)三、不同条件对制备ZrO2粉体的影响 (6)1.加热温度对反应的影响 (6)2.加热时间对反应过程和粉体的影响 (6)3.醇-水比对粉体的影响 (7)4.表面活性剂对粉体的影响 (7)5.ZrOCl2浓度对粉体的影响 (8)6.醇的种类的影响 (8)结论 (10)参考文献 (11)醇-水溶液加热法制备ZrO2的研究讨论一、醇-水溶液加热法简介醇-水溶液加热法是近些年发展起来的一种制备纳米ZrO2粉体的方法。
ZrOCl2的醇-水溶液在加热时,由于溶液的介电常数下降,使得ZrOCl2的溶解度下降而产生沉淀。
这一特性最早被用于制备单分散球形ZrO2粉体。
同样,可以利用这一特性制备纳米ZrO2(3Y)粉体。
如图1所示为醇-水溶液加热法制备的纳米ZrO2(3Y)粉体的TEM(透射电子显微镜)照片。
图2所示为醇-水溶液加热法制备纳米ZrO2(3Y)的工艺流程。
采用ZrOCl2·8H2O和Y(NO3)3·6H2O为反应物,按Y2O3含量为3%的组成配制成一定浓度的混合溶液,按醇:水的比例为5:1加入无水乙醇,同时加入适量的PEG为分散剂。
将配好的醇-水溶液置于恒温水浴中缓慢加热至75℃,溶液很快变为不透明。
保温一段适当时间后,溶液转变为白色凝胶状沉淀。
将沉淀取出,在机械搅拌的同时加入氨水到PH>9后陈化12小时,然后用蒸馏水反复洗涤凝胶至无氯离子(用硝酸银溶液检验),再用无水乙醇洗3次后烘干,最后煅烧得到ZrO2(3Y)粉体。
1.工艺流程(如图2)2.反应机理第一步,水解反应:主要反应机理为4 ZrOCl2+6H2O=== Zr4O2(OH)8Cl4+4HCl第二步,沉淀反应:以氨水作为沉淀剂进行沉淀反应,反应机理为Zr4O2(OH)8Cl4+4NH3·H2O+2H2O===4Zr(OH)4+4NH4Cl第三步,焙烧:焙烧过程即氧化锆前躯体的高温分解,反应机理为Zr(OH)4===ZrO2+2H2O二、醇-水溶液加热法制备ZrO2粉体的特点每种方法都有其特点,醇-水溶液加热法的特点可从粉体的XRD(X射线衍射图)反映出来。
化学镀法制备超细W-Cu复合粉体摘要用化学方法对费氏粒度为3μm的W粉进行预处理,然后用化学镀法在预处理后的W粉表面镀铜,通过控制主盐CuSO4•5H20的含量,制备出三种成分W-15Cu、W-30Cu、W-50Cu的钨铜复合粉末。
用XRD分析三种粉体的纯度,用FE-SEM观察三种W-Cu复合粉体的表面形貌,发现用化学镀法能够制备纯度高且能得到Cu完美包覆W的W-Cu复合粉体。
且随着Cu含量的增多,包覆层越厚,效果越好。
关键词化学镀法;W-Cu复合粉体1 引言W-Cu复合材料兼有钨的高熔点、高硬度、好的抗电弧电阻、低膨胀系数和铜的良好导电、导热性能,因而广泛应用于电触头材料、热沉材料、及耐电弧电极等结构功能材料[1-3]。
在W-Cu体系中,由于钨和铜晶体结构的差异,钨和铜之间完全不互溶或几乎不互溶,因而呈现出非常差的润湿性[4,5]。
所以用传统方法很难制备出高致密,高性能的W-Cu复合材料。
通常在W/Cu复合材料中加入微量的Fe、Co、Ni等化学元素作为添加剂,降低W、Cu之间的接触角,从而改善钨、铜之间的润湿性进行活化烧结。
用这种方法能得到较高致密的W-Cu复合材料,但是这些元素的加入降低材料的导电导热性能[6-8]。
另外,采用高能球磨制备出的W-Cu粉体具有良好的烧结性能,但是球磨会引入杂质影响材料性能[9,10]。
W-Cu体系烧结一般为液相烧结,是以颗粒重排为其主要致密化机制[11,12],因而W-Cu 粉体粒度、均匀化程对其烧结性能有很大影响。
制备出超细W-Cu复合粉体成为目前研究的热点,一般采用溶胶-凝胶法[13]、喷雾干燥法[14]、热-机械化学法[15]等。
有研究表明,制备出Cu包覆W粉这种结构的超细W-Cu复合粉体,有更好的致密化效果[16]。
这种粉体具有良好的压制性能,烧结后可以得到铜网络结构的致密化组织;这种组织具有高导电导热性能。
本文采用化学镀法制备出不同Cu含量的微米级超细W-Cu包覆结构的复合粉体。
2024年粉体工程总结范文____年粉体工程总结____年是粉体工程领域的重要里程碑之一。
在过去的一年里,粉体工程取得了巨大的发展和突破,不断推动着行业的创新与进步。
本文将对____年粉体工程的发展进行总结,探讨其在各个领域的应用和未来的发展方向。
一、粉体加工技术的突破在____年,粉体加工技术迎来了一系列重要的突破。
首先,新型的粉体颗粒表面改性技术得到了广泛应用。
通过改变粉体颗粒的表面性质,可以实现材料的附着性、分散性和相容性等方面的改善,从而提高材料的性能和品质。
其次,高效的粉体分散技术得到了进一步的发展。
新型的分散剂和分散设备使得粉体颗粒的分散效果明显提高,从而降低了粉体制备过程中的能耗和成本。
此外,纳米级粉体制备技术也取得了重要的突破,实现了对粉体尺寸和形状的精确控制,为材料的研发和创新提供了更多的可能性。
二、粉体工程在材料科学领域的应用粉体工程作为一种重要的材料制备技术,在材料科学领域具有广泛的应用前景。
在____年,粉体工程在材料领域的应用进一步扩大和深化。
首先,粉体冶金技术取得了突破性进展。
新型的合金粉末材料具有优异的力学性能和耐热性能,广泛应用于汽车制造、航空航天等领域。
其次,粉体陶瓷技术也得到了显著的发展。
通过粉体制备、成型、烧结等工艺步骤,可以制备出具有高温、耐腐蚀和耐磨损等特性的陶瓷材料,用于电子器件、光学元件等领域。
此外,粉体涂覆技术在防腐蚀、耐磨损等方面的应用也取得了重要的进展。
三、粉体工程在环境保护领域的应用粉体工程在环境保护领域的应用也得到了广泛的关注和探索。
在____年,粉体工程在环境污染治理、废弃物资源化利用等方面发挥了重要作用。
首先,粉体吸附技术被广泛应用于废水和废气处理。
通过制备具有高吸附性能的粉体吸附剂,可以高效地去除废水中的有机污染物和废气中的有害物质。
其次,粉体固化技术可以将废弃物转化为具有稳定性和可利用性的固体材料,实现了废弃物的资源化利用。
此外,粉体过滤技术和粉体分离技术也为环境保护提供了重要的支持。
粉体工程总结范本近年来,我国粉体工程行业发展迅速,取得了显著的成果。
在工程设计、设备制造、工艺技术等方面,取得了很多创新和突破,为我国粉体工程行业的发展做出了卓越贡献。
本文将从粉体工程的概念、发展现状、问题与挑战、解决方案等方面进行总结讨论。
一、粉体工程的概念及发展现状粉体工程是将固体颗粒物料进行处理、加工、传输、存储等一系列工艺过程的科学技术领域。
它是研究和解决固体粉体在工业生产中存在的问题的一门学科。
随着我国经济的快速发展和工业化进程的加快,粉体工程行业蓬勃发展。
目前,我国粉体工程行业已具备了比较完善的产业链,形成了较为成熟的市场体系。
二、粉体工程的问题与挑战尽管我国粉体工程行业取得了快速发展,但仍存在一些问题和挑战。
首先,技术水平还不够高。
虽然在一些领域中我国粉体工程技术已经达到了国际先进水平,但与发达国家相比,整体水平仍有差距。
其次,产业结构亟待优化。
我国粉体工程行业的产业结构相对单一,缺乏差异化竞争优势。
产业链条上的各个环节之间缺乏有效的协同与合作,导致整个行业的发展受到限制。
再次,环保要求越来越高。
随着环保意识的提升,政府对粉体工程行业的环保要求不断加强,而一些企业在环保设备和技术方面仍存在不足。
最后,人才队伍建设亟待加强。
粉体工程行业的技术要求高,需要一批专业化、高素质的技术人员。
当前我国粉体工程行业的人才紧缺问题还没有彻底解决。
三、解决方案为了解决上述问题和挑战,我认为应该采取以下措施:首先,加强技术创新。
加大对粉体工程技术研发的投入,提高技术研发的效率和质量。
加强与国内外先进企业、研究机构的合作,共同推动技术创新。
其次,优化产业结构。
加强上下游企业之间的合作与协同,形成完整的产业链。
鼓励企业加大技术投入,提高产品的附加值。
加强自主创新,提高核心竞争力。
再次,加强环保工作。
企业要提高环保意识,积极采取先进的环保设备和技术,切实做好废气、废水、废渣的处理和综合利用。
最后,加强人才队伍建设。
粉体工程1[合集5篇]第一篇:粉体工程1一、粉体的性能与表征1.粒径的表示方式:几何学粒径、投影经(Feret经、Martin经、割线经、投影面积相当经、投影周长相当经)、筛分径、球当量经(等表面积当量经、等体积当量经、等比表面积当量经、Stokes经、光散射当量经)2.粒径分布表示:频率分布和累积分布。
频率分布表示各个粒径范围内对应的颗粒百分含量、;累计分布表示大于或小于某粒径的颗粒占全部颗粒的百分含量与该粒径的关系。
粒径:粉末体中,颗粒的大小用其在空间范围所占据的线性尺寸表示,称为粒径。
粒径分布:若干个按大小顺序排列的一定范围内颗粒量占颗粒群总量的百分数,它是用简单的表格、绘图或函数的形式给出的颗粒群粒径的分布状态。
3.平均粒径:将粒径不等的颗粒群想象成有直径为D的均一球形颗粒组成。
4.粒径的测量方法(常用)观察法(显微镜法)测量结果:粒径、粒径分布的形状参数筛分法测量结果:粒径分布直方图沉降法(重力法、离心法)测量结果:粒径、粒径分布激光法测量结果:粒径、粒径分布5.粉体的堆积性质粉体中得颗粒以某种空间排列组合形式构成一定的堆积形态,并表现出诸如孔隙率、容积密度、填充物的存在形态、空隙的分布状态等堆积性质颗粒的真密度:颗粒的质量除以不包括开孔、闭孔在内的颗粒真体积,即颗粒的理论密度颗粒的表观密度:颗粒的质量除以包含闭孔在内的颗粒体积安息角又称休止角、堆积角,它是指粉体自然堆积时的自由表面在静止平面状态下与水平面所形成上网最大角度,它可用来衡量和评价粉体的流动性,即可把它视为粉体的粘度;安息角有两种形式,一种为注入角或称堆积角,是指在一定高度下将粉体注入一理论上无限大的平板上所形成的休止角;另一种称为排出角,是指将粉体注入某一直径有限的园板上,当粉体堆积到圆板边缘时,如再注入粉体,则多余的粉体将由圆板边缘排出,而在圆板边缘行测安息角;一般而言,粒径均匀的颗粒所形成的两种安息角基本相近,但对于粒度分布宽的粉体,其排出角高于注入角。
粉碎机械力化学研究进展摘要作为一门新兴学科,机械力化学涉及固体物理学、材料化学、表面化学、矿物加工学及粉体科学等多学科和领域,虽然其理论和应用研究尚不成熟,但仍具有广泛的前景,应用研究范围也在不断扩展。
在简单介绍机械力化学的基础上,对其理论和应用研究进行了详细阐述。
关键字粉碎机械力化学理论研究应用1、前言固体物质在各种形式的机械力作用下所诱发的化学变化和物理化学变化称为机械力化学效应,与热、光、电、磁化学等化学分支一样,研究粉碎过程中伴随的机械力化学效应的学科称为粉碎机械力化学,简称机械力化学。
机械力化学效应的发现可追溯至19世纪90年代。
1893年,Lea在研磨HgCl2时发现有少量Cl2逸出,说明在研磨过程中部分HgCl2发生了分解[1]。
本世纪初,Ostwald提出了由机械力诱发化学反应的机械力化学分支,当时只是从化学分类的角度提出这一概念,面对机械力化学的基本原理不十分清楚,直至19世纪60年代,Peters等作了大量关于机械力化学诱发化学反应的研究工作,明确指出机械力化学反应是机械力诱发的化学反应,强调了机械力的作用,才使得机械力化学引起了全世界广泛的关注[2]。
至Peters的论文发表至今,机械力化学在基础与应用研究方面都取得了很大的进展。
2、粉碎机械力化学基础研究在采用机械粉碎法制备粉体的过程中,从表观上看由于物料被粉碎,导致颗粒细化和比表面积增大。
但对粉碎,尤其是对微粉碎的认识,不能仅认为是一种简单的机械物理过程,而应当看作是一种复杂的物理化学过程。
因为在粉碎过程中,对颗粒施加的能量导致了颗粒出现畸变、晶格缺陷、无定形化、晶形转变、微颗粒的塑性变形,同时还可能伴随表面游离基形成、外激电子放出等现象[3]。
2.1 物理化学性质变化物料经粉碎后,粒度变小,表面积增大,表面能增加;同时对物料性质产生很大的影响。
如在空气中粉碎时,粉体表面会形成无定形膜,并随着粉碎过程的进行膜增厚,石英、锐钛矿等都会发生这种情况[4]。
学科教育论文《粉体材料与工程》课堂与实验教学改革的探讨【Abstract】Powder materials and technology is one of specialized courses for undergraduates who major in material science. Lessons with experiments together will help them to understand powder science and technology, improve comprehensive abilities, master basic research skills and know the working situation.【Key words】Powder materials and technology;Teaching benefits teachers as well as students;Leading science and technology《粉体材料与工程》是我校材料科学专业本科生主干专业课程之一,集理论概括性与跨学科交叉性于一身,同时也与基础学科和应用科学紧密相连[1],综合运用现有教学技术和手段,结合前沿专题与实验教学,对于提升学生对于知识的综合运用能力、实践创新能力具有重要的意义。
本课程对学生未来的就业与科研工作,同样具有认知与过渡的重要作用。
1 粉体材料与工程在国民经济与前沿科学中的重要意义粉体材料的理论知识与实际应用,遍布与人们的生产生活,从古至今,从生产到科研,从工业到农业,无处不在。
无论中华文明中的陶瓷与火药,制墨与印染,还是现代工业的选矿与煤炭运输,石油业的催化与超硬材料的磨料磨具,粉体材料与技术都在默默的发挥着重大的作用。
随着现代检测与微观技术的发展,特别是纳米技术与纳米材料产业的迅速崛起,人们对于粉体有了更为广阔的分类(块体,颗粒,超细/超微颗粒,纳米颗粒,皮米/飞米颗粒)[2]。
粉体工程论文第一篇:粉体工程论文粉体工程在环保中的应用环境问题是当今全人类共同关注的问题,它涉及到国民经济的各个部门。
从广义上讲,其研究领域及其广泛,不仅与人类及动植物的生存、生态有关,而且与经济发展有着密不可分的关系;从狭义上讲,环境工程作为一门工程学科,其研究内容主要体现在“三废”的治理上,即“废气、废水、废渣”。
粉体技术(也叫粉体工程、颗粒工程等)则是一门新兴的综合性交叉边缘学科,因其综合性、交叉性的特点,便与环境工程有着密切的关系。
粉体工程的研究领域涉及化工、冶金、建材、医药、食品、航空航天等许多部门和学科.自20世纪80年代以来,在我国已经得到了长足的发展,一些新技术、新工艺、新设备不断涌现,从而也带动了其它技术的发展。
目前,粉体技术在环境工程中的应用包括气固分离、固液分离、颗粒制备与处理等诸多方面,涉及到的具体课题则包括含尘气体的净化、气态污染物的净化、污泥污水的处理、各种工业废渣的处理等。
现在我们环境工程系借助粉体技术开展的环保课题有:各种除尘器的研制、废旧橡胶轮胎的处理、废旧印刷线路板的处理、各种粉尘颗粒的发生、纳米材料、气体的净化和污水的处理等方面。
新的粉体技术应用于环境工程中必将带来巨大的经济效益和社会效益,例如垃圾(包括工业废渣和生活垃圾等等)的处理问题,在粉体技术的研究中。
对材料的粉碎、分级、造粒等都已经有了较为成熟的技术和工艺,将这些技术和工艺应用于环境方面,不仅变废为宝、为二次资源的综合利用打下了良好的基础,将会给企业带来巨大的经济效益,而且又起到美化环境、净化大气的良好作用,由此而产生了巨大的社会效益。
现在比较热门的纳米技术参与到环境保护中米可以导致产品微型化,从而使所需资源减少,达到资源利用的持续化,以实现资源消耗率的“零增长”;同时用纳米技术还可制成非常好的催化剂,其催化效率极高,用于汽车尾气催化净化可使汽油燃烧时不再产生一氧化碳和氮氧化物,使尾气排放无害化。
新型的纳米级净水剂具有很强的吸附能力,可将污水中的悬浮物和铁锈、异昧等污染物除去,达到污水处理纯净化。
粉体工程在环保中的应用环境问题是当今全人类共同关注的问题,它涉及到国民经济的各个部门。
从广义上讲,其研究领域及其广泛,不仅与人类及动植物的生存、生态有关,而且与经济发展有着密不可分的关系;从狭义上讲,环境工程作为一门工程学科,其研究内容主要体现在“三废”的治理上,即“废气、废水、废渣”。
粉体技术(也叫粉体工程、颗粒工程等)则是一门新兴的综合性交叉边缘学科,因其综合性、交叉性的特点,便与环境工程有着密切的关系。
粉体工程的研究领域涉及化工、冶金、建材、医药、食品、航空航天等许多部门和学科.自20世纪80年代以来,在我国已经得到了长足的发展,一些新技术、新工艺、新设备不断涌现,从而也带动了其它技术的发展。
目前,粉体技术在环境工程中的应用包括气固分离、固液分离、颗粒制备与处理等诸多方面,涉及到的具体课题则包括含尘气体的净化、气态污染物的净化、污泥污水的处理、各种工业废渣的处理等。
现在我们环境工程系借助粉体技术开展的环保课题有:各种除尘器的研制、废旧橡胶轮胎的处理、废旧印刷线路板的处理、各种粉尘颗粒的发生、纳米材料、气体的净化和污水的处理等方面。
新的粉体技术应用于环境工程中必将带来巨大的经济效益和社会效益,例如垃圾(包括工业废渣和生活垃圾等等)的处理问题,在粉体技术的研究中。
对材料的粉碎、分级、造粒等都已经有了较为成熟的技术和工艺,将这些技术和工艺应用于环境方面,不仅变废为宝、为二次资源的综合利用打下了良好的基础,将会给企业带来巨大的经济效益,而且又起到美化环境、净化大气的良好作用,由此而产生了巨大的社会效益。
现在比较热门的纳米技术参与到环境保护中米可以导致产品微型化,从而使所需资源减少,达到资源利用的持续化,以实现资源消耗率的“零增长”;同时用纳米技术还可制成非常好的催化剂,其催化效率极高,用于汽车尾气催化净化可使汽油燃烧时不再产生一氧化碳和氮氧化物,使尾气排放无害化。
新型的纳米级净水剂具有很强的吸附能力,可将污水中的悬浮物和铁锈、异昧等污染物除去,达到污水处理纯净化。
利用纳米技术开发的润滑剂,既能在物体表面形成半永久性的固态膜,产生极好的润滑作用得以大大降低机器设备运转时的噪声,又能延长机器的使用寿命,达到噪声控制的有效化。
其几种常见的应用如下:一、纳米粉体高性能的纳米粉体材料具有其多种奇特和优良的功能特性,在国外最先应用于军事领域,随后逐渐向民用领域发展,在军事、能源、化学化工、敏感材料、光电、环保食品和生物医药等国民经济的各个领域有着十分广阔的应用前景,在人们的日用生活制品领域可涉及衣、食、住、行的各个方面,可显著地改善人们的生活环境、身体健康和生活质量。
纳米粉体的制备主要有物理法和化学法.制备所用的材料一般都是纳米复合材料。
常见的也是应用较广泛的就是聚合物基有机——无机纳米复合材料.聚合物基有机一无机纳米复合材料具有优异的阻隔性能,特别是插层法制备的PCH纳米复合材料表现出良好的尺寸稳定性和气体阻阳性。
随着层间插入法在热塑性塑料中不断取得成功,将粘土分散于环氧中制成涂料,在韧性、对水的阻隔性上都会有所改善,粘土的片状结构还有可能使涂层的光学性能发生变化,从而得到新型涂料。
Schmidt以γ—缩水甘油醚基硅烷(KH一560)为原料,采用溶胶一凝胶法制备的涂层有很好的柔韧性和耐磨性,可用作透明聚合物的抗磨涂层。
将含TiO2的涂层表面暴露在紫外线中,在几十个纳米的范围内,涂层表面会产生出交叉分布的亲水和亲油区域,可用作玻璃和其它表面上的防雾涂层和防污徐层。
同时纳米粉体在水污染和空气污染上也有广泛应用,这是一种新型的资源。
纳米材料是当今新材料研究领域中最富有活力、对未来经济和社会发展有着十分重要影响的研究对象,也是纳米科技中最为活跃、最先得到应用的重要组成部分。
纳米材料制品作为一种高科技产品,其优良的性能在国民经济的各个领域都有广泛的应用,具有广阔的应用前景。
正像美国科学家估计的“这种人们肉眼看不见的极微小的物质很可能给予各个领域带来一场革命”。
随着技术和社会的不断进步,代表2 1世纪先进科技的纳米技术和产业必将健康发展,具有无比广阔的前景。
二、食品加工的超微粉碎超微粉碎,是指利用机械或流体动力的方法克服固体内部凝聚力使之破碎,从而将3毫米以上的物料颗粒粉碎至10-25微米的操作技术。
是20世纪70年代以后,为适应现代高新技术的发展而产生的一种物料加工高新技术。
超微细粉末是超微粉碎的最终产品,具有一般颗粒所没有的特殊理化性质,如良好的溶解性、分散性、吸附性、化学反应活性等。
因此超微细粉末已广泛应用于食品、化工、医药、化妆品农药、染料、涂料、电子及航空航天等许多领域上。
超微粉碎的原理:通过对物料的冲击、碰撞、剪切、研磨等手段,施于冲击力、剪切力或几种力的复合作用,达到超细粉碎的目的。
其工艺过程有一次粉碎和二次粉碎。
一次粉碎就是在一台设备上同时完成粉碎、筛选、分离、再粉碎的过程。
二次粉碎是先对物料进行粗粉碎,然后再采用超细粉碎机完成超细粉碎加工,其工艺流程大致为:原料→筛选→清选→干燥→粗粉碎→超细粉碎→风选分级→超细粉体产品。
超微粉碎的特点:速度快可低温粉碎粒径细且分布均匀节省原料,提高利用率,减少污染,可见粉体工程在食品加工方面的环境保护。
三、无机粉体无机粉体填充改性塑料无机粉体填充改性塑料在我国已有20多年的历史。
最初主要以降低成本为目的。
随着无机粉材料品种的增加,由n-r_技术的进步,粉体粒径的超细化新的活化处理剂不断出现,表面活化处理技术和填充改性理论的发展,无机粉体填充改性塑料正由原来单纯追求降低成本,已发展成开发新的功能性材料的重要手段。
如无机阻燃材料、阻隔红外线功能材料、补强增韧材料和纳米复合材料等。
我国的无机粉体填充改性塑料,无论在产量、品种,还是在生产技术和科学理论等方面,目前在国际上均处领先地位。
据有关资料报道,(1)2003年我国用于填充改性塑料仅碳酸钙(含重钙与轻钙)一项多达260万吨,占碳酸钙总产量的40%以上,如按当年塑料总产量1600万吨计算,塑料制品中平均填充碳酸钙量为16.25%,由此可见:无机粉体填充改性塑料在我国塑料工业中所占的重要地位。
无机粉体填充改性塑料大范围的推广应用,推动了相关理论的发展,如刚性粒子增韧理论、微观界面设计与调控理论等都是我国科技工作者首先提出来的,(2—3)新理论的出现又进一步推动了无机粉体填充改性塑料的进步和发展。
近年来,问世的碳酸钙补强增韧母粒就是一个典型例子。
(4)用该母粒填充改性PP或PE,填充量为25—30wt%时,缺口冲击强度较纯树脂可提高25。
40%,断裂伸长率较纯树脂可提高1~2倍。
近几年来,由于我国塑料工业飞跃发展,由此而带来的白色污染也日趋严重,各级政府和有关部门先后颁发过多项关于预防和治理白色污染的法令和法规。
为了防治白色污染已研制开发出多种可降解塑料,如:淀粉基生物降解塑料,淀粉基光、生物降解塑料等。
这些降解塑料的问世,为解决我国的白色污染问题发挥了一定作用,但在实际推广应用过程中,逐渐发现它们还存在一些问题,如:加工工艺复杂、成本高、使用性能差、市场推广困难和企业效益低等。
在这种情况下,业内许多有识之士开始认识到无机粉体填充改性塑料在减量化、资源化和无害化等方面已成为解决我国白色污染重要途径。
在中国塑料加工工业协会改性塑料专业委员会2003年年会上,由湖南科汛环保塑料有限公司、福建师范大学化学与材料学院、中国环境科学院固体废弃物研究所会同60多个与会单位和个人共同向业内外和全社会发出倡议“高举环境友好塑料材料的旗帜,加快无机粉体改性塑料环境友好材料研究和产业化步伐”。
从环境保护考虑将无机粉体改性塑料作为环境友好材料,希望无机粉体填充量越多越好。
但无机粉体填充量过多会使材料的功能性、力学性能和使用性能明显下降,如何解决好这一矛盾问题既关系到这种环境友好材料更关系到无机粉体填充改性塑料今后能否持续健康发展的大问题。
众所周知,生产无机粉体填充改性塑料,除少数粉状树脂如PVC是将无机粉体直接与树脂混合使用外,绝大多数是通过填充母粒的方式。
也就是说先将无机粉体在各种助剂的作用下与少量载体树脂先制成填充母粒,再根据制品性能要求,将母粒与基体树脂按一定比例混合后加工成各种塑料制品。
所以决定制品的功能性和环保性能关键在于填充母粒的性能。
a、无机粉体的选择可用于塑料填充改性的无机粉体种类很多,常见的有:重质碳酸钙、轻质碳酸钙、滑石粉、高岭土、硅灰石粉、云母粉、氢氧化铝和氢氧化镁粉等,品种不同,功能也不同。
其中氢氧化铝和氢氧化镁粉具有阻燃消烟功能;滑石粉可提高塑料的刚性和耐热性,与碳酸钙配合使用将产生良好的协同效果,应用于农膜中可增加光的散射作用和透光率,并对7。
2 5Urn波长的红外光有阻隔作用;高岭土填充到PVC电缆料中可明显提高电缆护套的绝缘性能,用于农膜中具有良好的阻割红外线功能,而且优于滑石粉,但透光率不如滑石粉好;硅灰石粉具有较大长径比,最大可大20:1,作为增强剂可用于替代部分玻璃纤维,与含卤有机阻燃剂配合使用,具有协同作用,可以提高制品的阻燃效果;云母粉呈片状晶形。
径厚比大,除具有补强作用外,还可提高塑料的刚性、耐热性和尺寸稳定性,云母粉的透光率比其它任何无机粉体都好,并有阻隔红外线功能,被广泛用于大棚膜中。
如果从减量化、资源化、有利于环保和降低成本考虑,在众多无机粉体中当属于重质碳酸钙,其白度高、资源丰富、易加工、价格低;其次是轻质碳酸钙。
这两种碳酸钙在填充改性塑料中用量最大,所涉及的塑料制品也最多。
作为填充改性塑料用无机粉体在质量要求上除纯度外,很重要的一项技术指标是粒径和粒径分布。
粒径大小,工业习惯用目数表示。
目数是指1平方英寸的筛网中所含有的筛网数。
目数与微米(Um)之间的关系是:筛孔直=15400Um /目数。
从理论上来说无机粉体的粒径越小,填充到树脂中制得材料的力学性越好,但实际情况并非如此。
粉体的粒径越小,比表面积越大,粒子的内聚能越高,越容易团聚,填充到塑料中不易分散,相反会使材料的力学性能下降。
表1列出不同粒经的重质碳酸钙,相同的造粒工艺,在同一种牌号HDPE中填加25wt%碳酸钙测得材料的力学性能。
b、粉体表面活化处理剂与处理技术无机粉体粒子为极性,而树脂为非极性,二者难以相容。
要想使无机粒子均匀地分布到树脂中,并能与树脂的分子链产生较强的亲合力,必须对无机粒子表面进行活化处理。
目前所用活化剂有表面活性剂,如硬脂酸:偶联剂,如硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、酸式亚磷酸酯偶联剂、稀土偶联剂和铝/钛复合偶联剂等;高分子处理剂如聚烯烃马来酸酐接枝共聚物等。
其中用的最多的是铝酸酯偶联剂和铝/钛复合偶联剂。
其用量一般为无机粉体质量的1.2%一2%,无机粉体的粒径越小,比表面越大,偶联剂的用量也就越多。