收藏本站
《东华大学》 2011年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

贝壳粉的改性及其增强复合材料的应用

王玮  
【摘要】:贝壳是一种廉价的天然资源。如何充分利用贝壳资源,已经成为以废弃物再利用为目的实现循环经济发展的重要课题,越来越引起人们的重视。研究发现,贝壳是一种天然的有机无机杂化材料,其95%的主要成分是碳酸钙,还有少量氨基酸和多糖物质。这种特殊的生物矿化使得贝壳具有普通碳酸钙无可比拟的强度和韧性。但是,目前贝壳粉作为优良的钙源主要成为动物饲料添加剂,本课题试图对贝壳粉资源化利用过程中的表面改性以及应用于复合材料制备做相关探讨。 超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维单向平行排列并用热塑性树脂PE粘结形成的无纬布是当今世界强度最高、比重最轻的防弹材料之一,PE作为产量最大的一种热塑性树脂,应用广泛,如管材,薄膜等方面,但是HDPE结晶度高,抗冲击性差,而且PE耐热性差、蠕变严重,使其综合机械强度较差。贝壳粉有独特的交叉层状结构,可以使聚乙烯复合材料的抗冲击性能获得提高;同时贝壳微粉主要成分是CaC03,它的加入可以提高聚乙烯材料的耐热性和抗老化性能,改善聚乙烯的综合性能。 但是贝壳微粉是一种微米级的颗粒,表面能较大,容易发生团聚,团聚会使材料在受到冲击时,由于应力集中产生裂纹并快速发展,使材料抗冲击性能下降。因此,在加入贝壳微粉之前必须对贝壳微粉进行表面处理,降低其表面能,使贝壳微粉能在基体中达到均匀分散。Ⅲ 本课题首先采用不同的表面活性剂和偶联剂,以及不同的改性处理方法对贝壳微粉进行表面改性,通过接触角和活化度等表征方法实现改性剂的优选和改性工艺条件的优化,并通过曲线拟合得出各条件影响贝壳粉改性的数学公式。结果表明相同条件下,偶联剂处理贝壳粉的效果好于表面活性剂处理的贝壳粉。以硬脂酸钠干法改性贝壳粉为例,研究了时间、温度、用量等实验条件对贝壳粉改性效果的影响。以钛酸酯NDZ201湿法改性贝壳粉为例,探索反应的最佳条件,实验最佳条件是反应温度80℃、反应时间1h、偶联剂用量2.5%和稀释比例1:3;再设计了4因素3水平正交实验,结果表明:钛酸酯偶联剂处理贝壳粉的最佳工艺条件是反应温度60℃;反应时间1.5h;偶联剂用量为2%;稀释剂用量为1:2。 通过FTIR、DTG、SEM等技术手段对贝壳粉改性前后进行表征,并对不同改性剂化学改性机理做了一些研究。通过熔融共混挤出的方式制备贝壳粉和聚乙烯的复合材料,对比了不同目数、不同含量以及改性前后的贝壳粉添加对复合材料的力学性能影响。在PE基体中加入钛酸酯最优化改性处理的贝壳粉5%后,复合材料的弹性模量0.8GPa(纯PE为0.69GPa),拉伸强度23.96MPa(纯PE为19.50MPa),冲击强度5.6kJ/m2(纯PE为5.1kJ/m2)。弹性模量提高15%、拉伸强度提高20%、冲击强度稍微提高10%。 本研究还将亲水性贝壳粉用疏水水性囊壁材料微胶囊化,初步探索其在改善基体分散性方面的作用。
【学位授予单位】:东华大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TB332

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 孙向东,孙旭东,张慧波;MC尼龙改性研究的新进展[J];工程塑料应用;2003年02期
2 梁基照,王丽;PP/纳米CaCO_3复合材料的抗冲击性能[J];合成树脂及塑料;2005年02期
3 吴崇周,谢书伸;碳酸钙填充高密度聚乙烯复合材料冲击断口形貌的研究[J];高分子学报;1996年03期
4 李文春;沈烈;孙晋;郑强;章明秋;;多壁碳纳米管填充高密度聚乙烯复合材料的导电性和动态流变行为[J];高分子学报;2006年02期
5 谈定生,严年喜,施亚钧;无机粉体的聚合物胶囊化过程研究[J];高分子材料科学与工程;1999年06期
6 鲁德平,熊传溪,闻荻江,王浩;以超微细Al_2O_3作种子乙酸乙烯酯的乳液聚合的研究[J];高分子材料科学与工程;1995年06期
7 陈平,杜惠,刘凤歧,李铁津,汤心颐;包覆Fe_2O_3超微粒的苯乙烯/丙烯酸/丙烯酸丁酯核-壳型复合共聚物的性能研究[J];高等学校化学学报;1998年01期
8 韩跃新,陈经华,王泽红,李书会;纳米碳酸钙表面改性研究[J];矿冶;2003年01期
9 张径,杨玉崑;以SiO_2纳米粒子为种子的甲基丙烯酸甲酯乳液聚合[J];化学与粘合;2001年01期
10 戴美英;改性聚丁二烯在超细重质碳酸钙表面活化中的应用[J];橡胶工业;2001年11期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 严海标,陈名华,郦华兴;聚合物/无机纳米复合材料的制备及应用[J];工程塑料应用;1999年08期
2 钱军民,李旭祥;聚乙烯增强增韧改性进展[J];工程塑料应用;2000年12期
3 汪信,张金柱,涂忠亮,张江润,杨绪杰,陆路德;高性能纳米TiO_2/HIPS复合材料的研制[J];工程塑料应用;2001年02期
4 戴芳,闫恒梅,孙安垣;2000年我国热塑性工程塑料进展[J];工程塑料应用;2001年04期
5 张金柱,汪信,陆路德;纳米无机粒子在塑料高性能化改性中的应用[J];工程塑料应用;2001年05期
6 王柯,张琴,吴照勇,杜荣昵,傅强;聚丙烯纳米复合材料的研究进展[J];工程塑料应用;2001年12期
7 张洪亮,黄志杰,韩忠,马庆维;纳米SIO-X改性PP\POE复合材料冲击性能的研究[J];工程塑料应用;2002年11期
8 林志丹,黄珍珍,张宇,麦堪成;PP/改性纳米CaCO_3复合材料力学性能与断裂形态研究[J];工程塑料应用;2003年09期
9 孙向东,孙旭东,张慧波,叶邦格;MC尼龙制备工艺中存在的问题及解决方案[J];工程塑料应用;2003年12期
10 李国禄,胡芸,刘金海,李玉平,陈志云;玻璃微珠改性含油铸型尼龙力学性能研究[J];工程塑料应用;2004年09期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 Baohua Ji, Huajian Gao (Max Planck Institute for Metals Research, Stuttgart, Germany);MODELING MECHANICAL PROPERTIES OF BIOLOGICAL NANOMATERIALS[A];祝贺郑哲敏先生八十华诞应用力学报告会——应用力学进展论文集[C];2004年
2 郭广生;甄志超;俞行;;无机纳米材料的改性研究及其在纺织工业中的应用[A];第四届功能性纺织品及纳米技术研讨会论文集[C];2004年
3 杨瑞成;陈奎;傅公维;;蒙脱土吸附季胺盐CTAB的动力学研究[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(9)[C];2007年
4 崔小明;;世界聚乙烯工业现状及生产工艺新进展[A];PPTS2005塑料加工技术高峰论坛论文集[C];2005年
5 张俐娜;;纳米高分子材料[A];新世纪科技与湖北经济发展——2001首届湖北科技论坛论文集[C];2001年
6 凌爱莲;杨冬玲;白金泉;;纳米SiO_2/聚丙烯酸酯复合乳液的制备方法[A];第九届全国化学工艺学术年会论文集[C];2005年
7 杨瑞成;陈奎;冯辉霞;羊海棠;;聚合物/蒙脱土纳米复合材料的特征与进展[A];纳米材料和技术应用进展——全国第三届纳米材料和技术应用会议论文集(下卷)[C];2003年
8 童忠良;;三元聚合纳米复合乳液的研究[A];纳米材料和技术应用进展——全国第三届纳米材料和技术应用会议论文集(下卷)[C];2003年
9 邬润德;童筱莉;王锐兰;;ACR原位乳聚包覆HPMC处理的纳米SiO_2溶胶研究[A];纳米材料和技术应用进展——全国第三届纳米材料和技术应用会议论文集(下卷)[C];2003年
10 邬润德;童筱莉;王锐兰;;包覆纳米CaCO_3的E-ACR/PVC复合材料[A];纳米材料和技术应用进展——全国第三届纳米材料和技术应用会议论文集(下卷)[C];2003年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 夏和生;超声辐照制备聚丙烯酸正丁酯和聚苯胺纳米材料的研究[D];四川大学;2001年
2 郑亚萍;高模量树脂基体及高抗压复合材料的研究[D];西北工业大学;2001年
3 张琴;熔体插层聚丙烯纳米复合材料:形成过程、剥离机理、形态与性能[D];四川大学;2002年
4 李晓云;金属膜电阻器稳定性的研究[D];天津大学;2003年
5 张金柱;纳米无机粒子在塑料高性能化改性中的应用研究[D];南京理工大学;2002年
6 罗付生;功能型复合超微粒子的制备研究[D];南京理工大学;2002年
7 谢钢;乳液聚合技术制备磁性复合微球的研究[D];西北工业大学;2003年
8 陈兴明;纳米二氧化硅粉体材料的研制[D];四川大学;2003年
9 李海燕;薄膜电阻器用纳米SiO_2/环氧树脂复合涂料的制备与表征[D];天津大学;2004年
10 张发爱;水性双组分聚氨酯涂料的制备及性能研究[D];西北师范大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 温慧颖;高分子—四氧化三铁核壳材料的制备[D];吉林大学;2004年
2 贾黎;纳米二氧化硅表面接枝聚甲基丙烯酸甲酯对齿科材料性能改进的研究[D];天津医科大学;2007年
3 孙坚;纳米碳酸钙在聚苯乙烯中分散规律的研究[D];浙江工业大学;2005年
4 熊忠;新型聚烯烃弹性体POE、EPDM及其共混材料的力学、加工流变性能的研究[D];青岛科技大学;2005年
5 朱胜杰;聚丙烯的结晶细化及性能改性研究[D];青岛科技大学;2005年
6 顾圆春;PP/弹性体/无机纳米粒子三元复合材料结构与性能的研究[D];青岛科技大学;2005年
7 谈珺珺;无机/高分子纳米复合粒子的制备与表征[D];安徽师范大学;2005年
8 佘庆彦;纳米复合核—壳共聚物的制备及其与聚氯乙烯共混改性的研究[D];河北工业大学;2005年
9 李振中;无机刚性纳米粒子增强增韧聚合物的研究[D];华北工学院;2001年
10 田立斌;PP/BR共混及动态硫化体系的研究[D];天津科技大学;2002年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张吉林;MC尼龙改性研究进展[J];工程塑料应用;1998年01期
2 刘学禄,傅世昭,王青思;改性MC尼龙管道的制备与应用[J];工程塑料应用;1998年05期
3 刘俊宁;环氧树脂改性MC尼龙的研制[J];工程塑料应用;1999年05期
4 张琴,盛兆碧,傅小龙,杜荣昵,傅强;MC尼龙/蒙脱土复合材料的制备与性能[J];工程塑料应用;1999年11期
5 王新华,应特志,朱培,翁志学,齐雪松;MC尼龙用长链活性剂[J];工程塑料应用;2000年11期
6 王新华,应特志,王文敏,李雄飞;超细冰滑粉在MC尼龙中的应用[J];工程塑料应用;2001年10期
7 崔周平,盖雨聆,李国禄,王昆林;玻璃纤维增强MC尼龙复合材料的力学性能[J];北京机械工业学院学报;1999年01期
8 张华,陈建峰,赵红英,王国全;纳米碳酸钙表面改性及其对聚丙烯复合材料增韧的研究[J];北京化工大学学报(自然科学版);2002年05期
9 杜振霞,贾志谦,饶国瑛,陈建峰;纳米碳酸钙表面改性及在涂料中的应用研究[J];北京化工大学学报;1999年02期
10 张超灿,孙江勤,李曦,李华智;溶胶-凝胶法制备PMMA/SiO_2透明纳米复合材料的研究[J];玻璃钢/复合材料;2000年04期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 大峨;用碳纤维增强复合材料制刹车转子监测系统的探头臂[J];军民两用技术与产品;2002年03期
2 吕立斌;荀勇;杜梅;;碳/玻混编织物增强复合材料的基本性能[J];纺织导报;2006年09期
3 郭乃林;郭小芳;郭健;;Ti_6Al_4V/TiC+TiB双相增强复合材料的力学性能研究[J];精细与专用化学品;2009年01期
4 燕瑛;纺织结构复合材料强度性能的研究[J];北京航空航天大学学报;1996年06期
5 ;热塑性增强复合材料[J];技术与市场;2011年01期
6 郭逢治;;UP/PU杂混树脂在高性能增强复合材料中的应用[J];热固性树脂;1993年04期
7 高金花;李炜;;三维纺织结构增强复合材料的几何模型[J];纤维复合材料;2006年04期
8 ;国外期刊题录[J];中国建材科技;1993年06期
9 张文光,颜晓音,葛怡,郭曼丽;产业用纺织品与复合材料[J];产业用纺织品;1998年06期
10 胡吉永;;SMC替代钢材和混凝土[J];国际纺织导报;2006年11期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 罗业;李岩;;无捻剑麻纤维增强复合材料的制备及性能研究[A];复合材料:创新与可持续发展(上册)[C];2010年
2 张永成;;碳/玻璃纤维双增强复合材料在便携式电子设备中的应用[A];中国电子学会化学工艺专业委员会第五届年会论文集[C];2000年
3 韩帅;李义;段跃新;肇研;;碳纤维经编织物增强复合材料力学性能研究[A];复合材料:创新与可持续发展(上册)[C];2010年
4 张春花;周宏伟;桂乐乐;李岳春;易海洋;;纤维增强复合材料的力学性能及破坏机理[A];北京力学会第17届学术年会论文集[C];2011年
5 段慧玲;袁方;王建祥;;高三轴度拉伸载荷作用下球形涂层粒子增强复合材料界面脱粘的理论分析[A];复合材料:生命、环境与高技术——第十二届全国复合材料学术会议论文集[C];2002年
6 余木火;彭雨晴;田银彩;李爽;韩克清;;高性能纤维发展现状与思考[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年
7 李泳;张兆霞;;以贝壳粉为载体的固体碱生物柴油催化剂的制备[A];2008年中国水产学会学术年会论文摘要集[C];2008年
8 赵海云;王华明;;激光制备FeAl金属间化合物增强复合材料涂层[A];2000年材料科学与工程新进展(下)——2000年中国材料研讨会论文集[C];2000年
9 肇研;孙莉莉;蔡吉喆;郑浩;段跃新;张佐光;;多壁碳纳米管增强复合材料弯曲性能的研究[A];复合材料:创新与可持续发展(上册)[C];2010年
10 唐颁超;苏诚伟;倪礼忠;高洪强;;覆铜箔板废料的回收及在聚合物中填充和增强作用[A];第十二届玻璃钢/复合材料学术年会论文集[C];1997年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 ;肉鸭密集旱养新技术[N];江苏科技报;2006年
2 郑亚平;几种饲料原料的真伪鉴别法[N];中国畜牧兽医报;2006年
3 深州市良知台杂交肉鸽养殖场 李剑飞;冬养肉鸽有绝招[N];河北农民报;2005年
4 卢成合 吕向东;肉鹅高效养殖技术[N];中国畜牧兽医报;2006年
5 郑文;夏喂畜禽3种骨粉应谨慎[N];农民日报;2006年
6 叶鼎铨;OC完成特大收购拟在中俄两国扩产[N];中国建材报;2007年
7 郑文;夏喂畜禽三种骨粉应慎用[N];吉林农村报;2006年
8 胡辉;饲料原料搀假鉴别法[N];云南科技报;2007年
9 翟洪民 刘继涛;肉鸽保健砂的九种配方及配制[N];山东科技报;2007年
10 何北;冬季养鹅五要点[N];河南科技报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 秦志刚;经编针织物增强复合材料结构与性能研究[D];东华大学;2011年
2 徐艳华;双轴向交织纬编针织复合材料加工制造及其拉伸性能研究[D];东华大学;2011年
3 龙海如;纬编针织物增强复合材料力学性能研究[D];东华大学;2002年
4 张卓;纬编双轴向多层衬纱织物增强复合材料面内力学性能研究[D];天津工业大学;2003年
5 李松辉;碳纤维布加固桥梁的设计理论研究[D];大连理工大学;2003年
6 邢孟秋;纺织纤维增强复合材料的破坏模拟[D];东华大学;2003年
7 阴强;碳纳米管增强酚醛树脂/石墨双极板复合材料的制备与性能研究[D];山东大学;2008年
8 宋俊;超高分子量聚乙烯纤维表面改性及其复合材料研究[D];天津工业大学;2007年
9 盛绍顶;快速凝固AZ91镁合金及其颗粒增强复合材料的研究[D];湖南大学;2008年
10 王兵;纤维柱增强复合材料夹芯结构的制备工艺及力学性能研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王玮;贝壳粉的改性及其增强复合材料的应用[D];东华大学;2011年
2 姜孔明;绒状竹原纤维/粉煤灰增强复合材料制备工艺及其性能的研究[D];浙江农林大学;2011年
3 燕德利;起圈织物增强复合材料的细观结构和力学性能研究[D];南京航空航天大学;2012年
4 张振杰;MEMS微尺度有序增强复合材料的制备及力学性能表征[D];上海交通大学;2012年
5 翁春晓;超低温用环氧树脂及其碳纤维织物增强复合材料的研究[D];武汉理工大学;2012年
6 李东;纳米碳管增强复合材料力学特性的数值分析[D];重庆大学;2011年
7 赵延军;短纤维增强复合材料力学性能的预测研究[D];郑州大学;2004年
8 李慧;钢背/碳织物增强复合材料界面结合机理与强化研究[D];广东工业大学;2013年
9 朱文亮;界面相特性对碳纳米管增强复合材料力学性能的影响分析[D];华南理工大学;2011年
10 于光军;玻璃纤维经编针织物增强复合材料的力学性能研究[D];东华大学;2007年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026