保温建筑材料—秸秆地聚合物的工艺优化及抗酸碱性能研究

【摘要】：对秸秆进行资源化利用,制备秸秆地聚合物保温材料,结合地聚合物自身的稳定性能和秸秆的高隔热保温性能,使秸秆地聚合物成为一种新型的保温建筑材料。秸秆地聚合物的合成不仅提高了秸秆的综合利用率,减轻了对环境的污染,同时开辟了地聚合物的综合利用新途径。而且秸秆地聚合物具备高隔热保温性能、高强度和耐久性优异等特性,是一种多功能的保温建筑材料,可缓解能源危机现状,同时缓解建筑资源能源短缺现象,对节能减排具有重大的现实指导意义,对实现可持续发展和资源合理利用产生深远的影响。本课题对秸秆地聚合物的工艺优化及抗酸碱性能进行了研究。主要研究得出秸秆地聚合物较优的工艺配方,以及考查秸秆地聚合物的保温性能和抗酸碱性能。通过对秸秆地聚合物进行热重-差热(TG-DTA)分析、电镜扫描(SEM)分析、X射线衍射(XRD)分析和傅立叶红外光谱(FT-IR)分析来研究秸秆地聚合物的微观结构、分析秸秆与地聚合物的结合方式以及分析秸秆地聚合物的微观结构与保温性能、抗酸碱性能的关系。主要结果如下：(1)秸秆地聚合物的配方为：A=3.9,B=0.30,偏高岭土量为166.9g,掺入秸秆长度为1mm,秸秆掺入量为4%,水灰比控制在0.10,制备得到的试块置于20℃,相对湿度70%的恒温恒湿箱中养护7 d。(2)秸秆地聚合物的导热系数随着秸秆掺量的增加而降低,当秸秆掺量超过4%时,秸秆地聚合物的导热系数趋于稳定,均低于0.07W/(m·K),具有良好的保温效果；同时,当秸秆掺量超过4%时,秸秆地聚合物在高温煅烧后的抗压强度值不理想,耐高温性能减弱。因此结合对秸秆地聚合物导热系数和耐高温性能的测定结果,选取得出秸秆的最佳掺量为4%,从而制备得到高保温、高性能的保温建筑材料。由SEM可知,秸秆地聚合物为无定形层状结构,秸秆的掺入提高了地聚合物的保温性能,同时通过TG-DTA曲线分析得出秸秆地聚合物优良的耐高温性能。(3)秸秆地聚合物具有良好的抗酸碱性能。秸秆地聚合物经酸碱浸泡28 d后,仍具有较好的抗压性能。结合XRD、SEM和FT-IR分析可知,掺入秸秆后秸秆地聚合物中没有新相生成,秸秆与地聚合物的结合方式为物理结合。由XRD和FT-IR图谱可知,经酸碱浸泡后秸秆地聚合物的结构与未浸泡的秸秆地聚合物结构基本保持一致,仍具有地聚合物的特性,反映了秸秆地聚合物良好的抗酸碱性能。同时由SEM可知,秸秆地聚合物经酸碱浸泡之后虽然出现了气孔和裂缝,但是紧密的层状结构依然清晰可见,保持了地聚合物的基本结构,因此具有良好的抗酸碱性能。因此,以秸秆为原料制备得到的秸秆地聚合物是一种高保温、高强度以及抗酸碱性能良好的新型保温建筑材料,具有良好的资源化利用前景。 【关键词】：地聚合物 秸秆 保温 工艺优化 抗酸碱性能 微观结构
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TU551
【目录】：

• 摘要4-7
• ABSTRACT7-13
• 第一章 绪论13-25
• 1.1 地聚合物的研究13-19
• 1.1.1 地聚合物简介13
• 1.1.2 地聚合物结构及聚合机理13-15
• 1.1.3 地聚合物性能15-16
• 1.1.4 地聚合物的研究现状16-19
• 1.2 秸秆的应用研究19-21
• 1.2.1 秸秆简介19
• 1.2.2 秸秆综合利用19-20
• 1.2.3 秸秆建筑材料20-21
• 1.3 保温材料的研究21-25
• 1.3.1 保温材料简介21
• 1.3.2 工业保温材料的研究21-22
• 1.3.3 建筑保温材料的研究22-25
• 第二章 课题的研究意义及内容25-31
• 2.1 课题的研究目的及意义25-26
• 2.2 课题的研究目标及内容26-27
• 2.3 实验工艺流程27-28
• 2.4 实验主要仪器与设备28-29
• 2.5 实验主要分析测试方法29
• 2.6 实验原材料分析29-31
• 2.6.1 高岭土29
• 2.6.2 偏高岭土29-30
• 2.6.3 秸秆30
• 2.6.4 水玻璃30-31
• 第三章 秸秆地聚合物的工艺配方研究31-42
• 3.1 实验内容与实验方法31-32
• 3.1.1 实验配比计算31
• 3.1.2 实验方法31-32
• 3.2 实验结果分析与讨论32-41
• 3.2.1 B值对秸秆地聚合物抗压强度的影响32-34
• 3.2.2 A值对秸秆地聚合物抗压强度的影响34-36
• 3.2.3 秸秆长度对秸秆地聚合物抗压强度的影响36-37
• 3.2.4 秸秆掺量对秸秆地聚合物抗压强度的影响37-39
• 3.2.5 水灰比对秸秆地聚合物抗压强度的影响39-40
• 3.2.6 养护湿度对秸秆地聚合物抗压强度的影响40-41
• 3.3 本章小结41-42
• 第四章 秸秆地聚合物的保温性能42-54
• 4.1 秸秆地聚合物导热系数的测定42-44
• 4.1.1 实验方法42-43
• 4.1.2 实验结果及分析43-44
• 4.2 秸秆地聚合物的耐高温性能44-49
• 4.2.1 实验方法44
• 4.2.2 实验结果及分析44-49
• 4.3 秸秆地聚合物的热重-差热(TG-DTA)分析49-51
• 4.4 秸秆地聚合物的电镜扫描(SEM)分析51-52
• 4.5 本章小结52-54
• 第五章 秸秆地聚合物的抗酸碱性能54-68
• 5.1 秸秆地聚合物的抗酸性能54-56
• 5.1.1 实验方法54
• 5.1.2 实验结果及分析54-56
• 5.2 秸秆地聚合物的抗碱性能56-58
• 5.2.1 实验方法56-57
• 5.2.2 实验结果及分析57-58
• 5.3 秸秆地聚合物的X-ray衍射(XRD)分析58-61
• 5.3.1 秸秆地聚合物XRD分析58-59
• 5.3.2 秸秆地聚合物抗酸碱性能分析59-61
• 5.4 秸秆地聚合物的电镜扫描(SEM)分析61-63
• 5.4.1 秸秆地聚合物SEM分析61
• 5.4.2 秸秆地聚合物抗酸碱性能分析61-63
• 5.5 秸秆地聚合物的傅立叶变换红外光谱(FT-IR)分析63-66
• 5.5.1 秸秆地聚合物FT-IR分析63-64
• 5.5.2 秸秆地聚合物抗酸碱性能分析64-66
• 5.6 本章小结66-68
• 第六章 结论与展望68-70
• 6.1 结论68-69
• 6.2 创新点69
• 6.3 建议69-70
• 参考文献70-76
• 致谢76-77
• 攻读硕士学位期间参与的科研项目和成果77

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