粉煤灰在填充塑料和廢舊塑料中的應用
1填充塑料1.1填充聚氯乙烯PVC)從PVC―粉煤灰復合材料紅外光譜圖可知,在940~1190-!處沒有表征C―0―Si鏈的特征峰,標明粉煤灰與PVC間并未發作化學聯合,該復合材料純屬物理填充體系,而為了增加兩者的親和性,常用偶聯劑預解決粉煤灰。剖析標明,粉煤灰顆粒在PVC基體中呈悔島“狀散布。
這種復合材料的機械性能變遷規律與碳酸鈣填充的PVC復合材料雷同,即填充量越大,材料的硬度、彈性模量和抗彎強度越大,而其抗張與抗沖強度則越小,當填充量雷同時,灰的細度越高,材料抗沖與抗張強度也越高。此外,熱機曲線!―"曲線)鉆研標明,當填充量低于PVC量時,復合材料的軟化溫度T.)與粘流量溫度!f)均比純PVC高約4~51;當填充量高于PVC量時,因微珠呈現‘滾珠效應“,使復合材料活動性大,從而招致T.與Tf下降,加速復合材料老化,抑制的辦法是在配方中增加穩定劑含量或用偶聯劑解決造成包裹層。
含30~60%粉煤灰的PVC復合材料,適合于制造地板、隔音或隔熱板。鉆研標明,在15m2復合材料地板的房間內長年寓居,受到的輻射劑量為57毫倫琴當量,遠低于國際輻射防護委員會IRPA)規定的500毫倫琴當量標準。
1.2填充聚丙烯PP)用電鏡剖析鉆研PP―粉煤灰復合材料的構造,發現未經偶聯劑解決的粉煤灰與PP之間有一圈明顯的空隙,是一種純正的物理混合;而經過偶聯劑解決的粉煤灰與PP聯合較嚴密,絕大部分界面不太明顯。還發現,這種復合材料的構造因素中,不只上述兩相界面狀態對材料性能有影響,而且粉煤灰的含珠量、粒度也對材料性能有很大影響,參見表1.表1粉煤灰對復合材料性能的影響項目因素拉伸強度缺口沖擊強度形態含珠里偶聯劑空白粒度注:復合材料中PP、粉煤灰為100:50可見,粉煤灰的含珠量越高,粒度越小和活性越高,復合材料性能越好,尤其是抗沖性能顯著改善。
PP―粉煤灰復合材料的性能因粉煤灰含量不同而不同。鉆研標明,粉煤灰含量增加,復合材料的拉伸強度下降,但其抗沖強度呈現一個峰值。
為使用方便,粉煤灰常被制成填充母料,典型配方為粉煤灰100份,載體樹脂10份,偶聯劑1份,改性劑及其它助劑10份。這種填充母料關于PP力學性能的影響見表2.從表2中可知,對力學性能要求較高的產品,母料填充量以0~50份為好。
表2粉煤灰填充母料填充PP復合材料的影響母料填充量(份)拉伸強度缺口沖擊強度MPa)含20~255粉煤灰的PP復合材料,其壓縮斷裂強度達36.5~38.5MPa,適用于制造排水工程的管道與管件及汽車零部件等;含30~60%粉煤灰的PP復合材料可用于制造地板、隔音板或隔熱板等。
1.3填充聚氨酯Pu)在Pu原料中填充粉煤灰微珠,可使Pu泡沫密度平均,強度進步,并能增加尺寸穩定性。這種辦法,對密度不大于160kg/m3的硬質Pu泡沫更為有效。
在保障泡沫密度根本不變的前提下,為了取得較好的機械強度可參與適量粉煤灰。表3是硬質Pu泡沫芯層密度120kg/m3)中參與表觀密度為0.9kg/cm3、經200目篩子過篩的粉煤灰經1%硅烷類偶聯劑解決)的試驗結果。根底配方為:由表3可見,在一定范圍內,隨著粉煤灰用量增加,泡沫的抗壓強度隨之顯著進步,這是由于粉煤灰本身的抗壓強度在一定程度上扭轉了泡沫壁的抗壓強度;但隨著用量進一步增加,當抵達粉煤灰本身的抗壓強度時,泡沫的抗壓強度也就增加遲緩;再進一步增加用量,則由于大量粉煤灰顆粒在一定程度上妨礙了Pu的交聯反饋,以及粉煤灰與Pu之間粘接強下降,招致泡沫抗壓強度迅速下降,甚至呈現泡沫粉化現象。此外,還發現粉煤灰表觀密度越小,其加強成效越顯著,例如在表3的根底上配方中參與5份表觀密度0.4kg/cm3、經200目篩子過篩的粉煤灰經16硅烷類偶聯劑解決),所得泡沫抗壓強度為2.50MP.表3粉煤灰用量泡沫強度的影響用量(份)抗壓強度MPa)這種復合材料適用于作管道等的保溫層,其強度比玻璃棉高2倍,熱傳導系數比纖維保溫材料低1倍。
1.4填充其它材料在環氧樹脂和聚酯中填充粉煤灰微珠,可使其減輕重量、增加強度、進步抗毀壞性,可應用于電氣工程、深水儀器與設施、船舶以及澆鑄模型等方面,還適用于制造室內裝飾品與工藝美術品。
由滌綸布、聚烯輕與粉煤灰制成的復合布料,其耐燃性相當高,這是因為粉煤灰微珠在高溫下能釋放C2,抑制材料的氧化焚燒過程,所以這種復合布料適用于制造高壓電纜的外包覆層,也適用于縫制冶煉工與電焊工的工作服及其它防燃制品。
2在廢舊塑料中的應用粉煤灰作為塑料填料,其中含有圓而潤滑的珠體,顆粒間匯集力很小,加工時易分散到樹脂中且散布平均。可依據須要風選、水選出來,密度小于水的珠體為浮珠“,其粒大壁薄,強度較低,可填充熱固性樹脂;另一類密度大于水的稱為沉珠”,其粒徑較小,壁厚、強度高,不易被壓碎,常作為熱塑性塑料的填充材料。
玻璃微珠的構造特點,使粉煤灰填充塑料的加工流變性得到明顯改善,一定組分的粉煤灰在塑料中具有滾珠效應“。
2.1加工工藝粉煤灰填充廢舊PVC的加工工藝與普通塑料的加工工藝相近,填充廢舊塑料時使用的成型設施與輕質碳酸鈣填充PVC設施雷同,一般塑料加工廠都能夠停止加工消費,但須要嚴格控制加工溫度等工藝條件。粉煤灰填充廢舊塑料時,加工工藝條件同輕質碳酸鈣雷同,其添加量不宜超越406.加工工藝如下:2.2粉煤灰在廢舊PVC加工中的應用結果經適當解決的粉煤灰在廢舊塑料中滲加406時,材料的拉伸強度為30.4MP,彎曲強度為63.3MP,缺口沖擊強度為3.2MP,馬丁耐熱溫度為76,140時尺寸變遷率為1.36,密度為粉煤灰的細度是保障填充劑在PVC制品中分散平均的重要因素。通過SEM對不同粒度的粉煤灰剖析,在PFA/PVC共混物中,PFA粒度越小,分散性越好,PFA/PVC共混物的物理機械性能明顯加強,共混物中增加粉煤灰含量,其強度和模量都增加,但伸長率明顯下降。