钢渣的表面改性研究
水性聚氨酯树脂改性研究及应用进展1
水性聚氨酯树脂具有硬度高、附着力强、耐腐蚀、耐溶剂好、ＶＯＣ 含量低等优点，符合发展涂料工业的“三前提”及“四Ｅ原则”。然而，一般的聚氨酯乳液的自增稠性差、固含量低、乳胶膜的耐水性差、光泽性较低，涂膜的综合性能较差，为了更好地提高水性聚氨酯涂料的综合性能，扩大应用范围，需对ＷＰＵ乳液进行适当的改性。目前，其改性途径大致可分为四类：改进单体和合成工艺，添加助剂，实施交联，优化复合。本文主要介绍了环氧树脂改性、聚硅氧烷改性和丙烯酸复合改性、纳米改性、植物油改性、蒙脱土改性、有机氟改性等水性聚氨酯涂料的研究及在木器涂料、汽车涂料、建筑涂料、防腐涂料、织物涂料等方面应用进展。 １ 水性聚氨酯树脂改性技术 １．１ 传统三大改性方法 目前水性聚氨酯涂料最常见的三大改性方法是环氧树脂改性、有机硅改性、丙烯酸改性。近年来，这类方法已有大量报道。环氧树脂为多羟基化合物，在与聚氨酯反应中可以将支化点引入聚氨酯主链，使之形成部分网状结构而性能更为优异。通过环氧树脂和聚氨酯的接枝反应，制得环氧改性聚氨酯乳液，用其配制水性环氧改性聚氨酯涂料，可以提高化学稳定性、耐腐蚀性和漆膜附着力。 有机硅化合物分子结构中含有元素硅，是属于半有机、半无机结构的高分子化合物，它们兼具有机化合物和无机化合物的特性。用有机硅改性聚氨酯可以弥补水性聚氨酯耐水解性稍差的缺陷，使改性的水性聚氨酯涂料表现出良好的憎水性、表面富集 性、低温柔顺性和优良的生物相容性等。有机硅改性聚氨酯可以通过物理共混来进行，例如，利用水性聚氨酯和聚硅氧烷乳液进行物理共混改性。因此，有机硅改性聚氨酯最常用的方法是共聚改性。通过两端带有反应性官能团的聚硅氧烷低聚物（最常见的是聚二甲基硅氧烷ＰＤＭＳ，或部分甲基被取代后所得聚硅氧烷）与多异氰酸酯经逐步加成，聚合而制得嵌段共聚物。 丙烯酸酯与其他合成高分子树脂相比，具有许多突出的优点。将丙烯酸和聚氨酯两类聚合物在微观状态下制备得到的丙烯酸聚氨酯杂合水分散体，可以获得优势互补性能。水性聚氨酯／丙烯酸酯复合乳液可以将聚氨酯较高的拉伸强度和抗冲强度、优异的耐磨性与丙烯酸酯树脂良好的附着力、耐候性，较低的成本有机结合，制备出高固含量、低成本以及达到使用要求的水性树脂。 此外还可以将聚氨酯－丙烯酸酯－有机硅氧烷三元结合起来，制备水性涂料，它综合了丙烯酸酯、聚氨酯、有机硅三种树脂材料的优点，而且以水作分散介质符合了环保的要求。 １．２ 纳米材料改性水性聚氨酯 纳米材料具有表面效应、小尺寸效应、光学效应、量子尺寸效应、宏观量子尺寸效应等特殊性质，可以使材料获得新的功能。 Ｈｓｕ－Ｃｈｉａｎｇ Ｋｕａｎ等［１］合成了一种纳米碳管／水性聚氨酯纳米复合材料，这种水性聚氨酯乳液储存稳定，胶膜的热稳定性提高了２６℃，拉伸强度提高了３７０％，拉伸模量提高了１７０．６％。胡津昕等［２］以水性聚氨酯为基体聚合物材料，利用高分子纳米微 鲍俊杰１，周海峰１，饶喜梅１，许戈文１，２ （１．安徽大学化学化工学院，合肥２３００３９；２．安徽省绿色高分子重点实验室，合肥２３００３９）摘要：综述了水性聚氨酯的纳米改性、植物油改性、蒙脱土改性、有机氟改性等几种常用的改性方法，指出了不同改性技术的特点、方法以及优势。同时介绍了水性聚氨酯树脂在木器涂料、汽车涂料、建筑涂料、防腐涂料、织物涂料等方面的应用研究进展。 关键词：水性聚氨酯树脂；改性；涂料；进展 中图分类号：ＴＱ６３０．４＋１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００６－２５５６（２００６）０９－００４５－０４ 水性聚氨酯树脂 改性研究及应用进展
转炉钢渣处理的工艺方法解析
转炉钢渣处理的工艺方法 冶金13-A1 高善超 120133201133 摘要：介绍了钢渣的组成成分，简述了目前国内钢渣的主要处理工艺，对其中最为主流的热泼法、滚筒法、热闷法等钢渣处理工艺的工作原理及其优缺点进行简要评述。转炉渣中的f-CaO是影响转炉渣安定性的主要因素，钢渣中的f-CaO遇水会进行如下化学反应：f-CaO+H2O→Ca（OH）2，会使转炉渣体积膨胀98%左右，导致道路、建材制品或建筑物的开裂而破坏。如果能够降低转炉渣中f-CaO的含量，那么对钢渣的利用具有很大的指导意义。 游离氧化钙与二氧化碳酸化反应生成CaCO3，以消解游离氧化钙，使钢渣中氧化钙降低至3%以下，达到国家规定，从而可以在各个工程中得到良好的应用。 高炉渣中含SiO2一般是32%~42%，可见高炉渣可以视为一种含SiO2物料，具有潜在消解转炉钢渣中f-CaO 的能力，如果实现高炉渣与转炉渣熔融态下同步处理，这无疑拓宽了冶金渣资源化处理的有效途径。本文对以上两种钢渣中游离氧化钙的处理方法进行了论述。 关键词：高炉渣；转炉钢渣；游离氧化钙；二氧化碳；石英砂；高温反应；消解率 0引言 钢渣是生产钢铁的过程中，由于造渣材料、冶炼材料、冶炼过程中掉落的炉体材料、修补炉体的补炉料和各种金属杂质所混合成的高温固溶体，是炼钢过程中所产生的附属产品，需要再次加工方可应用【1】。 钢渣在欧美等发达国家可以广泛的利用，说明了钢渣具有非常好的应用前景，对钢渣的处理、利用、开发已经成为我们国家钢铁企业的重要发展方向。由于钢渣中存在游离氧化钙这种物质，其含量在钢渣中约占0~10%，游离氧化钙遇水后发生反应生成Ca（OH）2，这种反应会使钢渣体积发生膨胀，膨胀后钢渣的体积约会增长一倍，这种情况制约了钢渣的使用方向，使其很难在建材与道路工程中加以使用。由于我国正处于高速发展中，各项基础设施建设需要建设，其中高速公路的发展快速，如果可以将处理后的钢渣应用其中，代替其他岩土材料，可以降低建设成本，降低其他材料的消耗，有效的处理了堆积巨大的废弃钢渣，达到实际的经济效益【1-2】。因此对钢渣进行合理的处理并应用已经成为我国钢铁企业重要的发展方向之一。
硝酸表面氧化改性木质活性碳纤维
基金项目： 国家科技支撑计划项目子专题（２０１５ＢＡＤ１４Ｂ００６０３） 高伟：男，１９８１年生，博士研究生，副教授，研究方向为木材学 Ｅ-ｍａｉl ：ｇａlａｘｙ＠ｇｘｕ． ｅｄｕ．ｃｎ 赵广杰：通信作者，男，教授，博士研究生导师，研究方向为木材学 Ｅ-ｍａｉl ：ｚｈａｏｗｓ＠ｂｊｆｕ．ｅｄｕ．ｃｎ硝酸表面氧化改性木质活性碳纤维 高 伟１，２，赵广杰１ （１ 北京林业大学材料科学与技术学院，北京１０００８３；２ 广西大学资源环境与材料学院， 南宁５３０００４）摘要 采用２～１４ｍｏl ／Ｌ的硝酸，在２３～８３℃下，对木质活性碳纤维（ＷＡＣＦ）浸渍氧化改性１～８ｈ后，通过Ｒａｍａｎ、ＸＰＳ、 水吸附和汞吸附等表征表面官能团的结构性能。结果表明， 硝酸氧化能力强，可以增加氧原子浓度。酚基、醇基、羟基、羧基官能团随着硝酸浓度增大而增多， 酚基和醇基随着浸渍时间的延长而减少，羟基随着浸渍时间的延长而显著增多。ＷＡＣＦ表面的石墨化程度随硝酸浓度增大而提高，芯部石墨化程度整体提高但不随浓度梯度的变化而变化。硝酸改性后ＷＡＣＦ的水吸附孔容降低，水吸附比表面积显著增加。ＷＡＣＦ对ＨｇＣl ２的吸附量随着硝酸浓度的增大、温度的升高和浸渍时间的延长而增大。以ＷＡＣＦ的吸附能力为研究目标，通过对其形貌、晶体结构、表面官能团等进行表征，揭示影响水吸附、汞吸附性能的表面结构特性和化学特性的内 在规律， 研究结果对ＷＡＣＦ功能化利用有指导意义。关键词 木质活性碳纤维 硝酸 氧化改性 水吸附 汞离子吸附 中图分类号：ＴＱ４２４．１＋９；ＴＱ３５１．２１ 文献标识码：Ａ DOI ：１０．１１８９６／ｊ． ｉｓｓｎ．１００５-０２３Ｘ．２０１８．１０．０２３Surface Oxidation Modification of Wooden Activated Carbon Fibers with Nitric Acid ＧＡO Ｗｅｉ１，２，ＺＨＡO Ｇｕａｎｇｊｉｅ１ （１ ＣｏllｅｇｅｏｆＭａｔｅｒｉａlｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏlｏｇｙ，ＢｅｉｊｉｎｇＦｏｒｅｓｔｒｙＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８３；２ ＣｏllｅｇｅｏｆＲｅｓｏｕｒｃｅｓ， ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｎｄＭａｔｅｒｉａlｓ，ＧｕａｎｇｘｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｎｉｎｇ５３０００４） Abstract Ｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｏｘｉｄａｔｉｏｎｏｆｗｏｏｄｅｎａｃｔｉｖａｔｅｄｃａｒｂｏｎｆｉｂｅｒｓ（ＷＡＣＦ）ｂｙｎｉｔｒｉｃａｃｉｄｃａｎｉｎｃｒｅａｓｅｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔｏｆｏｘｙｇｅｎ-ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇｆｕｎｃｔｉｏｎａl ｇｒｏｕｐｓａｎｄｃｏｎｔｒｉｂｕｔｅｔｏｔｈｅｆｕｎｃｔｉｏｎａl ｕｔｉlｉｚａｔｉｏｎｏｆＷＡＣＦ．Ｓａｍｐlｅｓｗｅｒｅｔｒｅａｔｅｄｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｎｉｔｒｉｃａｃｉｄｃｏｎ-ｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ，ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｓｏａｋｉｎｇｔｉｍｅ，ａｎｄｔｈｅｎｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｗｅｒｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄｂｙＲａｍａｎ，ＸＰＳ，ｗａｔｅｒａｄ-ｓｏｒｐｔｉｏｎａｎｄｍｅｒｃｕｒｙａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ．Ｔｈｅｒｅｓｕlｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈｅｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔｏｆｎｉｔｒｉｃａｃｉｄｏｘｉｄａｔｉｏｎｉｎｃｒｅａｓｅｄｔｈｅｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎｏｆｏｘｙｇｅｎａｔｏｍｓ．Ｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔｏｆｐｈｅｎｏl ａｎｄａlｃｏｈｏl ｆｕｎｃｔｉｏｎａl ｇｒｏｕｐｓｒｏｓｅｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｎｉｔｒｉｃａｃｉｄｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ，ａｎｄｒｅｄｕｃｅｄｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｓｏａｋｉｎｇｔｉｍｅ．Ｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔｏｆｈｙｄｒｏｘｙl ｇｒｏｕｐｉｎｃｒｅａｓｅｄｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔl ｙｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｓｏａｋｉｎｇｔｉｍｅ．ＴｈｅｇｒａｐｈｉｔｉｚａｔｉｏｎｄｅｇｒｅｅｏｎｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｏｆＷＡＣＦｒｏｓｅｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｎｉｔｒｉｃａｃｉｄｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ，ａｎｄｔｈｅｇｒａｐｈｉｔｉｚａｔｉｏｎｄｅｇｒｅｅｉｎｔｈｅｃｏｒｅｉｎｃｒｅａｓｅｄａｓａｗｈｏlｅ，ｂｕｔｉｔｗａｓｎｏｔａｆｆｅｃｔｅｄｂｙｔｈｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｇｒａｄｉｅｎｔ．ＴｈｅｗａｔｅｒａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｐｏｒｅｖｏlｕｍｅｏｆＷＡＣＦｄｅｃｒｅａｓｅｄａｎｄｔｈｅｓｐｅ-ｃｉｆｉｃｓｕｒｆａｃｅａｒｅａｏｆｗａｔｅｒａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｒｏｓｅｒｅｍａｒｋａｂl ｙａｆｔｅｒｎｉｔｒｉｃａｃｉｄｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ．ＴｈｅａｄｓｏｒｐｔｉｏｎａｍｏｕｎｔｏｆＷＡＣＦｏｎＨｇＣl ２ｇｒｅｗｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｎｉｔｒｉｃａｃｉｄｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ，ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｏｘｉｄａｔｉｏｎｔｉｍｅ．OｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆｔｈｅａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｃａｐａｃｉｔｙｏｆＷＡＣＦ，ｔｈｅｉｎｔｅｒｎａl ｒｕlｅｓｏｆｓｕｒｆａｃｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｃｈｅｍｉｃａl ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｗａｔｅｒａｄｓｏｒｐｔｉｏｎａｎｄｍｅｒｃｕｒｙａｄｓｏｒｐｔｉｏｎａｒｅｒｅｖｅａlｅｄｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｃｈａ-ｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｏｆｍｏｒｐｈｏlｏｇｙ，ｃｒｙｓｔａl ｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｓｕｒｆａｃｅｆｕｎｃｔｉｏｎａl ｇｒｏｕｐｓ，ｗｈｉｃｈｈａｖｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｇｕｉｄａｎｃｅｆｏｒｔｈｅｆｕｎｃｔｉｏｎａl ｕｔｉlｉｚａｔｉｏｎｏｆＷＡＣＦ． Ke y words ｗｏｏｄｅｎａｃｔｉｖｅｃａｒｂｏｎｆｉｂｅｒ，ｎｉｔｒｉｃａｃｉｄ，ｏｘｉｄａｔｉｏｎｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ｗａｔｅｒａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ，ｍｅｒｃｕｒｙｉｏｎａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ０ 引言 木质活性碳纤维（ＷＡＣＦ） 是以木材为原材料的生物质活性碳材料， 对其表面氧化改性后可形成丰富的官能团，提高ＷＡＣＦ表面的极性，从而增大其吸附能力，在环境保护领 域可发挥重要的作用。 活性碳纤维的高级氧化技术和活性碳纤维（ＡＣＦ） 吸附技术都是修复有机物污染水体极具前景的技术［１］，硝酸对碳 材料的表面改性优于其他常见酸性物质［２］。与强氧化剂双氧水相比，硝酸改性后的ＡＣＦ表面含氧酸性官能团明显增加，对金属离子的吸附效果明显优于双氧水［３］。李欣等［４］的研究表明硝酸改性后ＡＣＦ对苯酚吸附值最大。经过硝酸改性的碳材料，表面含氧酸性官能团明显增加，零电荷点相应降低，吸附重金属能力增强［５］。Ｊｉａｎｇ等［６］在微波作用下采用硝酸氧化改性生物质ＡＣＦ，再通过巯基乙酸制备功能材料用于去除铅离子。Ｄｅlｉｙａｎｎｉ等［７］用硝酸氧化木质活性碳纤维，并通入二甲胺蒸气引入氮基。Ａｍｅｚｑｕｉｔａ等［８］将ＡＣＦ用浓度为８ｍｏl ／Ｌ的硝酸和７００℃热处理研究ＡＣＦ对污染物的 ·８８６１·材料导报Ｂ：研究篇 ２０１８年５月（ Ｂ）第３２卷第５期万方数据
水性聚氨酯的合成
闫福安，陈俊 (武汉工程大学化工与制药学院,武汉430073) 摘要：对水性聚氨酯的合成单体、合成原理、合成工艺及改性方法作了介绍。水性聚氨酯合成技术不断完善,市场正在推进,国内相关企业和研究机构应加强合作,从分子设计出发,不断推进水性聚氨酯产业的技术进步和市场推广。 关键词：水性聚氨酯；合成；改性 0引言 聚氨酯是综合性能优秀的合成树脂之一。由于其合成单体品种多、反应条件温和、专一、可控,配方调整余地大及其高分子材料的微观结构特点,可广泛用于涂料、黏合剂、泡沫塑料、合成纤维以及弹性体,已成为人们衣、食、住、行必不可少的材料之一,其本身就已经形成了一个多品种、多系列的材料家族,形成了完整的聚氨酯工业体系,这是其它树脂所不具备的。据有关报道,在全球聚氨酯产品的消耗总量中,北美洲和欧洲占到70％左右。美国人均年消耗聚氨酯材料约5.5kg,西欧约4.5kg,而我国的消费水平还很低,年人均不足0.5kg。溶剂型的聚氨酯涂料品种众多、用途广泛,在涂料产品中占有非常重要的地位。水性聚氨酯的研究始自20世纪50年代,60、70年代,对水性聚氨酯的研究、开发迅速发展,70年代开始工业化生产用作皮革涂饰剂的水性聚氨酯。进入90年代,随着人们环保意识以及环保法规的加强,环境友好的水性聚氨酯的研究、开发日益受到重视,其应用已由皮革涂饰剂不断扩展到涂料、黏合剂等领域,正在逐步占领溶剂型聚氨酯的市场。在水性树脂中,水性聚氨酯仍然是优秀树脂的代表,是现代水性树脂研究的热点之一。 1水性聚氨酯的合成单体 1.1多异氰酸酯(polyisocynate) 多异氰酸酯可以根据异氰酸酯基与碳原子连接的部位特点,可分为四大类：芳香族多异氰酸酯(如甲苯二异氰酸酯,TDI)、脂肪族多异氰酸酯(六亚甲基二异氰酸酯,HDI)、芳脂族多异氰酸酯(即在芳基和多个异氰酸酯基之间嵌有脂肪烃基－常为多亚甲基,如苯二亚甲基二异氰酸酯,XDI)和脂环族多异氰酸酯(即在环烷烃上带有多个异氰酸酯基,如异佛尔酮二异氰酸酯,IPDI。芳香族多异氰酸酯合成的聚氨酯树脂户外耐候性差,易黄变和粉化,属于“黄变性多异氰酸酯”,但价格低,来源方便,在我国应用广泛,如TDI常用于室内涂层用树脂；脂肪族多异氰酸酯耐候性好,不黄变,其应用不断扩大,欧美发达国家已经成为主流的多异氰酸酯单体；芳脂族和脂环族多异氰酸酯接近脂肪族多异氰酸酯,也属于“不黄变性多异氰酸酯”。水性聚氨酯合成用的多异氰酸酯主要有TDI、IPDI、HDI、TMXDI(四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯)。TMXDI可直接用于水性体系,或用于零VOC水性聚氨酯的合成。
聚氨酯_二氧化硅复合材料研究进展
聚氨酯/二氧化硅复合材料研究进展 刘 丹 曾少敏 姚 畅 徐祖顺* (湖北大学材料科学与工程学院 武汉430062) 摘 要:综述了二氧化硅的表面改性方法和聚氨酯/二氧化硅(PU/S i O2)复合材料的主要制备方法,讨论了不同粒径、不同形态的Si O2以及表面改性方法对P U/S i O2复合材料性能的影响,介绍了PU/S i O2复合材料的应用,并展望了其发展前景。 关键词:聚氨酯;二氧化硅;制备;性能;应用 中图分类号:TQ323.9 文献标识码:A 文章编号:1005-1902(2008)03-0005-05 聚氨酯(P U)以其优异的性能在涂料、胶粘剂及橡胶等领域获得了广泛应用,但P U存在不耐高低温及表面性能欠缺等缺点,使其在某些特定领域的应用受到限制。为满足不同的要求,就必须对PU 进行改性研究。二氧化硅(S i O2)兼具众多优点,如粒径小、比表面积大、表面有羟基等,在PU中引入S i O2,可有效地提高P U的耐热性、耐水性、力学性能等[1-3]。但不同的制备方法可得到不同粒径和形态的S i O2,对聚氨酯/二氧化硅(PU/S i O2)复合材料的性能有重要影响,S i O2的表面改性可改善S i O2与聚氨酯复合材料的相容性,提高复合材料的性能。 1 二氧化硅的表面改性方法 S i O2与有机体存在严重的相分离问题,且粒间存在隧道效应和分子间氢键等作用,粒子极易团聚。引入前对S i O2进行表面改性,可消除或减少表面羟基数,使粒子由亲水变为疏水,增强与介质相容性,提高复合材料的性能。S i O2表面改性有无机改性和有机改性两种,常用无机表面改性如用T i O2对S i O2表面进行包覆,Fe2O3对S i O2的表面进行包覆[4,5],而人们用的更多的是有机表面改性法,根据改性剂的不同,介绍几种最常用的有机表面改性方法。 1.1 硅烷偶联剂改性 硅烷偶联剂是一类最常用的能明显改善S i O2表面性能的双官能团改性剂。它的一端可以和S i O2进行水解缩聚,另一端可以和有机组分进行物理和化学作用[6,7]。引入偶联剂,不仅在S i O2表面接枝了有排斥效应的有机基团,减少Si O2的团聚,且偶联剂带有的功能性基团能与有机单体反应,进一步增加粒子亲油性,为P U/S i O2的功能化提供更多更好的途径。采用不同偶联剂处理S i O2对P U/S i O2性能会有不同影响。Chen S[8]采用3 氨基丙基三乙氧基硅烷(APTS)对纳米粉体Si O2进行改性,发现在Si O2表面引入APTS可减少无机 有机分子间反应,而且引入的氨基可以和NCO基化学键合,这样可以制得PU/Si O2。接着Chen G D[9]用甲基三乙氧基硅烷(M TES)和 (甲基丙烯酰氧)丙基三甲基氧硅烷(MAPTS)分别对Si O2进行改性,合成了PU/Si O2,发现这两种偶联剂有效地改善了S i O2和P U的反应,P U/S i O2膜的储能模量随S i O2的增加先增后减,而MAPTS改性效果要比MTES改性效果更好。 1.2 醇类改性 醇类改性的机理是在高温高压下使醇与S i O2表面的羟基发生反应,脱去H2O,用烷氧基取代S i O2表面的羟基。游波等[10]在纳米Si O2表面接枝多元醇,经化学键键合后,避免了粒子在树脂中团聚,醇改性Si O2优点在于醇价格低廉,易合成且结构易控制。 5 2008年第23卷第3期2008.V o.l23N o.3 聚氨酯工业POLYURETHANE I NDU S TRY *通讯联系人
纳米材料改性水性聚氨酯的研究进展
纳米材料改性水性聚氨酯的研究进展 综述了纳米材料改性水性聚氨酯几种常用方法的特点和研究进展，指出了纳米材料改性水性聚氨酯存在的问题。 标签：水性聚氨酯（WPU）；纳米材料；方法；改性 1 前言 近年来，随着人们环保意识的增强，水性聚氨酯（WPU）受到越来越多学者的关注。WPU是以水为分散介质的二元胶态体系，具有不污染环境、VOC（有机挥发物）排放量低、机械性能优良和易改性等优点，使其在胶粘剂、涂料、皮革涂饰、造纸和油墨等行业中得到广泛应用[1～4]。但在制备WPU过程中由于引入亲水基团（如-OH、-COOH等），因此存在固含量低，耐水性、耐热性和耐老化性差等缺陷，从而限制了其应用范围。 纳米材料具有小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应及宏观量子隧道效应等特殊性质，为各种材料的改性开辟了崭新的途径。通过纳米材料改性的WPU，其成膜性、耐水性和耐磨性等性能均得到显著提高[5]。 2 纳米材料改性WPU的方法 2.1 共混法 共混法即纳米粒子在WPU中直接分散。首先是合成各种形态的纳米粒子，再通过机械混合的方法将纳米粒子加入到WPU中。但在该方法中，由于纳米粒子颗粒比表面积大，极易团聚。为防止纳米粒子团聚，科研工作者对纳米材料进行表面改性来提高其分散性，改善聚合物表面结构以提高其相容性。 李莉[6]等利用接枝改性后的纳米SiO2和TiO2与WPU共混，制备了纳米材料改性水性WPU乳液。研究发现，纳米粒子在乳液中分散均匀，无团聚现象；改性后的WPU乳液力学性能比未改性前得到改善和提高；当纳米粒子添加量为0.5%时，WPU乳液的力学性能最佳，吸水性降低了70%，添加的纳米粒子对波长290～400 nm的紫外光有吸收。 李文倩[7]等采用硅烷偶联剂（KH560）对纳米SiO2溶胶进行表面改性，然后将其与WPU共混制备出了WPU/SiO2复合乳液，考查了改性纳米溶胶含量对复合乳液及其涂膜性能的影响。结果表明，当纳米SiO2/KH560物质的量比为6：1时，改性后的纳米SiO2溶胶的粒径最小且分布较均一。KH560的加入使纳米SiO2粒子更均匀地分散在聚氨酯乳液中，且SiO2粒子与聚氨酯乳液之间存在一定键合作用，使涂层的耐热性得到显著增强。当改性SiO2溶胶添加量为5%～10%时，涂膜的硬度、耐磨性、耐划伤性、耐水性等性能明显提高。
硝酸铵改性研究
摘要 硝酸铵在工农业生产及国防上都有着广泛的用途，但其严重的吸湿性使它的使用受到了很大的限制。本文利用甲苯溶解聚苯乙烯，通过滴加沉淀剂正己烷的方式使聚苯乙烯析出包覆硝酸铵颗粒。然后测试包覆产品的吸湿率以评价包覆效果从而了解各种实验条件对包覆效果的影响。最后确定在本实验中的较佳包覆工艺条件：PS、AN质量百分比为1.51%（AN质量10g），正己烷滴加速度为6秒/滴，甲苯、正己烷用量分别为8.75ml和26.25ml，甲苯：正己烷体积比为1:3，包覆温度为室温(20℃)，搅拌器转速为1200r/min。该条件下包覆60目粒径的硝酸铵吸湿率比未包覆的硝酸铵降低75%，125目粒径的硝酸铵吸湿率比未包覆的硝酸铵降低74%。 关键词：硝酸铵；吸湿性；聚苯乙烯；甲苯
Abstract Ammonium nitrate were widely used in industry and agrlculture production.But their application were highly restricted due to their gross hygroseo picity and eaking cpacity. This paper,which uses toluene to dissolving polystyrene, coated ammonium nitrate particles through dripping precipitant (hexane) to precipitate polystyrene. Then we test the moisture absorption rate of the coated product in order to evaluate the effect of coating in order to understand the various experimental conditions on the coating effect. Finally we determined in the various preferred coating conditions of the experiment: the mass ratio of PS and AN was 1.51% (AN10g), the precipitant drop acceleration was 6seconds/drop, toluene and hexane for using was 8.75ml and 26.25ml, toluene and hexane volume ratio was 1:3,the coating temperature was the room temperature(20℃), the stirrer speed was 1200r/min.In the conditions,60 mesh size of ammonium nitrate absorption rate decreased 75%,125 mesh size of ammonium nitrate absorption rate decreased 74%. Key words：ammonium nitrate; hygroscopicity; polystyrene; toluene
国内外钢渣循环利用技术研究进展(2015.11)
国内外钢渣循环利用技术研究进展 一、概述 钢铁生产过程中都会产生高炉渣（矿渣）和钢渣。 高炉渣是高炉生产铁水时产出的一种废渣，出炉状态也是温度高达1400℃以上的液体，化学成分中CaO含量约30%-40%，SiO2含量约30%-40%，反应形成的矿物主要是低钙硅酸钙。目前，高炉渣已经得到很好的资源化利用。 钢渣是转炉炼钢产生的一种废渣，出炉状态温度高达1400℃以上的液体，化学成分CaO含量约40%-60%，SiO2含量约13%-20%。主要矿物相是硅酸三钙、硅酸二钙、钙铁橄榄石、游离氧化钙、游离氧化镁等。冷却处理后的钢渣中含有大量的结晶粗大、结构致密的游离氧化钙和游离氧化镁，这些游离氧化钙（f-CaO）和游离氧化镁（f-MgO）遇水后会在很长时间内持续水化并发生体积膨胀，导致钢渣利用时的长期安定性极差，严重制约了钢渣的安全利用。目前，我国钢渣的主要应用方向是生产钢渣粉、钢铁渣复合粉。 2014年我国粗钢产量8.2亿吨，按照钢渣的产量是粗钢产量的10%-15%核算，2014年我国钢渣产量约为0.82-1.2亿吨。目前约有70%的钢渣处于堆存和填埋状态。如果能循环利用这些钢渣，不仅能回收大量的有价金属，而且能减轻环境负担。 二、我国钢渣循环利用现状 1、钢渣一次处理工艺利用现状
常规的钢渣一次处理方法主要有热焖分解法、机械破碎法。其中，热焖分解法包括热焖法、热泼法及浅盘法，这类处理工艺的原理是在高温条件下利用钢渣中的氧化钙、氧化镁等碱性氧化物与水反应形成氢氧化物，由体积的膨胀破碎来达到粒化钢渣的目的。机械破碎法，顾名思义，是通过机械外力作用对流动状态的钢渣进行冲击，使其破碎。机械破碎法包括水淬法、风淬法、滚筒法及钢渣风淬粒化法。 冶金工业信息标准研究院冶金咨询中心统计国内129家大中型钢铁企业的钢渣一次处理数据，见图1。 图1 钢渣一次处理法的分类统计 由图可知，采用热焖法的有59家，占比达到45.73%；采用热泼法的改进处理工艺“热泼焖渣法”的共有51家，比例达到39.53%；居第三位的是宝钢工程的滚筒钢渣处理法，占比为7.75%。值得一提的是，宝钢滚筒钢渣处理法虽然在国内占有率较低，但因其具有处理速度快、环保效果好等优点，已在韩国浦项制铁、印度JSW、中国台湾中龙和巴西CSP钢厂得到应用。
硝酸铵氧化剂的表面改性及其吸湿性研究
Ξ硝酸铵氧化剂的表面改性及其吸湿性研究 殷永霞,杨荣杰,李建民 (北京理工大学化工与材料学院,北京 100081) 摘要:提出了用硅烷偶联剂Si2K和高分子材料Po lym2B对硝酸铵进行双层包覆的新思路;利用光电子能谱仪和扫描电子显微镜表征了包覆效果,结果表明Si2K和Po lym2B能对硝酸铵粒子进行很好包覆,在其表面形成均匀而完整的包覆层。通过测量吸湿性和结块性的变化研究了改性效果,数据表明改性后的硝酸铵吸湿性降低了近50%,结块性显著降低。 关键词:硝酸铵;偶联剂;包覆;改性 中图分类号:O647 文献标识码:A 文章编号:100727812(2001)0420024204 Surface M od if ica tion of Amm on iu m N itra te Particles through Coa ti ng and Its Hygroscop ic ity Y IN Y ong-x i a,YANG Rong-j ie,L I J i an-m i n (Beijing Institute of T echno logy,Beijing 100081,Ch ina) Abstract: Ammonium nitrate w as coated by a coup ling agent Si2K and po lym er m aterial Po lym2B,surfaces of the coated AN particles w ere characterized by SE M and XPS.T he hygro scop icity and cak ing tendency of the coated AN w ere m easured.T he experi m ental results show ed that hygro scop icity and cak ing tendency of AN particles could be effectively reduced th rough coating. Keywords: Ammonium nitrate;Coup ling agents;Coating;M odificati on 引 言 硝酸铵(简称AN),1659年由德国J.R格劳贝尔首次制得,以后随着合成氨工业的发展,使硝酸铵生产获得丰富原料,于20世纪中期得到迅速发展[1]。硝酸铵用途非常广泛,在农业上是一种良好、高效的化肥;工业上除用于冷冻、医药方面外,主要用于工业炸药的氧化剂,由于其含氧丰富,安全性好,用它制成的炸药威力较大,感度适中,因此以它为氧化剂的硝铵炸药占据了工业炸药的主导地位[2];另外在国防上也有着广阔的应用前景,当前固体推进剂的发展趋势是高能、低特性信号、低易损性,复合固体推进剂中常用高氯酸铵(A P)氧化剂,虽然具有优良的燃烧性能,但燃烧时所产生的HC l 气体使火箭具有很强的特征信号,同时还形成酸雨使土壤酸化,对生态环境造成极大的危害。因此在研究低特征信号、低污染推进剂时,硝酸铵是高氯酸铵氧化剂的理想代替物。 但是硝酸铵本身具有极强的吸湿性和结块性,吸湿后的硝酸铵爆炸能量明显降低,甚至出现拒爆,结块后的硝酸铵化肥不但给贮存、运输和使用造成极大的不便,而且在其使用破碎过程中,潜伏着爆炸的危险[3],这些问题严重制约着其应用和发展。为了解决上述问题,国内外都做了大量研究工作,如在硝酸铵中加入无机盐通过改变其晶格结构来改善它的结块性能[4～6];加入惰性粉末或防水材料[7]使AN晶粒间形成隔离层,防止晶粒粘接,减少结块;添加表面活性剂[7],降低AN表面能;提高憎水性,防止AN吸湿和结块等,这些措施取得了一定的效果。用高分子材料包覆硝酸铵以改善其不良性能一直是对硝酸铵改性的一个方向,但由于高极性的硝酸铵与低极性高聚物之间存在较大的界面张力和不相容性,使这一方法实施起来非常困难。本文提出用硅烷偶联剂KH2550及KH2550与聚乙烯醇缩丁醛复合对AN进行表面处理方法,偶联剂能发挥其特殊的分子结构的优点[8],改善硝酸铵的表面性能。另外如果有了偶联剂层的过渡,高分子材料易于在硝酸铵表面形成包覆层,这样就不但解决了上述困难,而且偶联剂与高聚物两层膜能相互补充与加强,使改性效果更加理想。 Ξ收稿日期:2000-11-28
水性聚氨酯树脂的改性研究进展
水性聚氨酯改性的研究进展 （马宁大连工业大学化工与材料学院116034） [摘要]: 详细叙述了水性聚氨酯的各种改性技术,如交联改性,聚丙烯酸酯,环氧树脂改性,有机硅改性,纳米技术改性,天然产物改性等,并对水性聚氨酯的发展前景进行了展望。[关键词]: 水性聚氨酯；改性技术;；展望；环氧树脂;；有机硅树脂 ResearchProgressinModificationTechonologyoftheWaterbornePolyurethane Abstract: The modifications techonology of waterborne polyurethane, such as the crosslinkin gpolyacrylates ,epoxyresin, organosilicon, hano-technology and natural product modifications arediscussed.The prospect of waterbome polyurethane for the future are put forward.; Key words: waterborne polyurethane ;modificationtechonologyprospect 为提高水性聚氨酯涂膜的耐水性和机械性能,可合成具有适度交联度的水性聚氨酯乳液。首先通过,如多元醇、多元胺扩链选用多官能度的合成原材料剂和多异氰酸酯交联剂等合成具有交联结构的水性聚氨酯分散体。然后添加内交联剂或外交联剂实现交,即内交联和外交联。 2.1内交联法 该法合成水性聚氨酯是在聚氨酯大分子中引入个或个以上官能团的单体,生成具有部分交含有联或者支化分子结构的聚氨酯胶束;另一种是在水性聚氨酯乳液中加入可以与乳液稳定共存的内交联剂而这些内交联剂只有在使用时由乳液体系的HLB值、温度、外部能量如紫外光辐射等因素的变化才与聚氨酯树脂中的官能团发生交联反应,生成具有网状个结构的热固性聚氨酯树脂。在大分子中引入含有3或3 个以上官能团的单体生成部分交联或支化结构,即将的聚氨酯树脂的合成一般是采用预聚体分散法交联单体如三聚体或三羟甲基丙烷等与低相对分子质量的聚氨酯预聚体充分混合,在水中分散后再加入扩链剂如乙二胺进行扩链反应。这种方法合成的具有部分交联结构的水性聚氨酯相比于丙酮法制备的水,具有不消耗溶剂(丙酮)且能同时获得高固性聚氨酯含量等优点。,还可采取丙酮法制备这类除预聚体分散法以外内交联型水性聚氨酯,即在预聚体分散前就用部分三官能度的单体如三羟甲基丙烷代替双官能团的单体,用少量丙酮为溶剂解决由于预聚体扩进行扩链反应链后相对分子质量增加而引起的黏度变大的问题,在分散形成乳液后再将丙酮等低沸点溶剂减压脱去,采用这种方法制备的水性聚氨酯具有相对分子质量分布窄、结构及粒径大小可变范围易控制、反应稳定性,但最大的缺点是制备的乳液的涂膜耐溶剂好等优点特别是耐丙酮性能差且工艺复杂,不利于工业化生产。 2.2外交联法 添加外交联剂的水性聚氨酯亦称为水性双组分聚氨酯,水性聚氨酯为一组分,交联剂为另一组分。在,将两组分混合均匀,成膜过程中发生化学反使用时应,形成交联结构。消除涂膜的亲水基团,可大幅度提高涂膜的耐水性,同时也适当提高了涂膜的力学性,聚氨能。水性聚氨酯的结构决定着外交联剂的组成酯分子中带羟基、氨基时,常用的外交联剂有水分散多异氰酸酯、氮杂环丙烷化合物、氨基树脂等;聚氨酯,常用的外交联剂有多元胺、环丙分子中带有羧基时烷的化合物及某些金属化合物,如Al(OH)3，Ca(OH)2等。为了更好地改善聚氨酯的性能,可同Mg(OOCH3)2时添加内交联剂和外交联剂,通过双重作用对聚氨酯进行交联改性。聚
转炉钢渣形成过程及改性方法
转炉钢渣形成过程及改性方法 郭辉1，殷素红1,2，余其俊1,2，韦江雄1,2，李建新1，宫晨琛1,2，钟根1 (1.华南理工大学材料科学与工程学院，广州 510640; 2.华南理工大学特种功能材料 教育部重点实验室，广州 510640) 摘 要：C 3S 含量低、部分C 2S 被包裹及RO 相固溶于C 2S 是造成转炉钢渣胶凝活性差的主要原因。基于此，本文以粘土和生石灰调整转炉钢渣组成，掺重构钢渣水泥28d 抗压强度活性指数为95.5%。添加C 粉，在1500℃下N 2气氛炉中促进RO 相还原，还原钢渣矿物组成以为C 2S 、金属铁为主。 关键词关键词：：钢渣；矿物组成；改性；岩相；还原 FORMATION AND MODIFICATION OF CONVERTER SLAG GUO Hui 1 , YIN Su-hong 1,2 , YU Qi-jun 1,2 , WEI Jiang-xiong 1,2 , LI Jian-xin 1 , GONG Chen-chen 1,2 , ZHONG-Gen 1 (1. College of Materials Science and Engineering, South China University of Technology, Guangzhou 510640, China ;2. Key Laboratory of Specially Functional Materials, Ministry of Education, South China University of Technology, Guangzhou 510640, China) Abstract: The main reason of low cementitious activity for converter steel slag is low C 3S content, some C 2S packed, RO phase filtered into C 2S. Based on this, the compositions of converter steel slag is adjusted with clay and lime 。The activity index of 28d compressive strength of the cement with reconstructed steel slag at is 95.5%. C powder is mixed to promote RO phase to reduce at 1500℃ in N 2 furnace. C 2S and metallic iron are main mineral composition of reduced steel slag. Key words: steel slag; mineral composition; modification; petrographic facies; reduce 炼钢时，生铁中杂质的氧化和造渣材料的熔化产生渣相[1]。这种渣相，又称钢渣，乃是各种元素（铁、钙、锰、镁、铝、磷、铬等）的氧化物熔体。数量约为钢产量的15%～20%，2008年我国钢产量为5.02亿吨，年钢渣产量约为7500～10000万吨。据不完全统计，我国钢渣利用率不足20%，大量钢渣弃置堆积，占用土地，污染环境，钢渣的高效利用已迫在眉睫。 基金项目基金项目：：国家科技支撑计划（2006BAF02A24） 第一作者第一作者：：郭辉(1986～)，男，硕士研究生。E-mail: hui.guo@https://www.wendangku.net/doc/152950783.html, 通讯作者通讯作者：：殷素红(1971～)，女，博士，副教授。E-mail: imshyin@https://www.wendangku.net/doc/152950783.html,
改性水性聚氨酯研究进展
改性水性聚氨酯研究进展 改性水性聚氨酯研究进展 摘要：介绍了几种水性聚氨酯化学改性研究进展，包括环氧树脂、丙烯酸树脂、有机硅烷等二元共聚改性及两种以上树脂的三元共聚改性的研究状况。展望了水性聚氨酯化学改性的发展趋势。 关键词：水性聚氨酯；改性；共聚 中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号： 0 前言 聚氨酯(polyurethane)是聚氨基甲酸酯的简称，是在聚合物内含有相当数量氨酯键的高分子化合物。水性聚氨酯(WPU)是以水代替有机溶剂作为分散介质的二元胶态体系，它不含或含有少量有机溶剂，具有不燃、无毒无污染、节省能源、操作加工方便等优点，同时保留了传统溶剂型聚氨酯的一些优良胜能，如良好的耐磨性、柔韧性、耐低温性和耐疲劳性等。单一的聚氨酯乳液尚存在自增稠性差、固含量低、乳胶膜的耐水性差、光泽性较低、涂膜的综合性能较差等缺点。但是，PU预聚体中的-NCO基团具较强的活性，能与羟基、氨基、乙烯基等基团反应，这就为研究者通过改性来提高WPU涂料的综合性能提供了可能，促使广大的科研工作者对水性聚氨酯涂料进行各种改性研究，以扩大其应用范围。 水性聚氨酯改性的方法有物理共混和化学共聚两种形式：共混是将具有互补特性的两种或多种树脂混合在一起，存在的最大问题是混容稳定性差；共聚是通过在体系中引入各种功能性的成分，合成具有特殊性能的复合乳液，因乳液的稳定性好而具实用性。目前，PU与羧甲基纤维素、聚乙烯醇、醋酸乙烯、丁苯橡胶、环氧树脂、聚硅氧烷和丙烯酸酯的复合乳液均有研究，其中后三类复合乳液因在功能上与水性聚氨酯具有互补性，尤其对聚氨酯涂层的耐水性及硬度、强度等力学性能的改善较为显著，因此，研究最为活跃。
聚氨酯研究进展
聚氨酯树脂的研究进展 摘要：本文综述了聚氨酯目前研究热点，其中包括氟硅改性、水性化、非异氰酸酯聚氨酯和聚氨酯纳米复合材料的研究，指出了聚氨酯未来研究方向。 关键词：聚氨酯；氟硅改性；水性；非异氰酸酯；纳米复合材料 Research progress of polyurethane Abstract：This article reviews the current research focus of polyurethane, including fluorine-modified, water-based, non-isocyanate polyurethane and polyurethane nano-composites,demonstrating future research directions of polyurethane. Keyword: polyurethane; fluorine-modified; non-isocyanate; nano-composites 引言 聚氨酯树脂(PU)是一种重要的合成树脂，它具有优良的性能，如硬度范围宽、强度高、耐磨、耐油、耐臭氧性能优良，且具有良好的吸振，抗辐射和耐透气性能，具有高拉伸强度和断裂伸长率，良好的耐磨损性、抗挠曲性、耐溶剂性，而且容易成型加工，并具有性能可控的优点；它的产品形态多样，如泡沫塑料、弹性体、涂料、胶黏剂、纤维素、合成革等；因此广泛应用于交通运输、建筑、机械、家具等诸多领域。 1.氟硅改性 氟硅改性聚氨酯是目前研究的热点之一，氟硅具有独特的化学结构，其表面能较低，因此在成膜过程中向表面富集，可赋予改性聚合物涂膜优良的耐水、耐油污、耐候、耐高低温使用性能以及良好的机械性能。常有两种: 一种方法是将含有羟基或胺基的硅氧烷树脂或单体与二异氰酸酯反应，将有机硅氧烷引到水性聚氨酯中，利用硅氧烷的水解缩合交联来改善聚氨酯的性能；另一种方法是在环氧硅氧烷作为后交联剂引入到体系中，形成环氧交联改性聚氨酯体系。Cheng(Cheng, Zhang et al. 2005)等人基于聚丙二醇（PPG），聚醚接枝聚硅氧烷（PE- PSI），2,4 - 甲苯二异氰酸酯（TDI），二羟甲基丙酸（DMPA）和1,4 -丁二醇（BDO）合成一个新颖的硅氧烷改性聚氨酯（PE- PSI）。Luo(Luo, Huang et al. 2010)等人基于异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI），以二端羟烷基聚[甲基-（3,3,3- 三氟丙基）]硅氧烷（PMTFPS）为软段，聚己内酯（PCL）的混合软段的基础上，合成氟-硅氧烷改性聚氨酯系列。Linlin(Linlin, Xingyuan et al. 2007)等以2,4-甲苯二异氰酸酯、二端羟丁基聚二甲基硅氧烷（DHPDMS）、聚四氢呋喃醚二醇、1,4-丁二醇为主要原料合成了系列的有机硅改性聚氨酯（Si-PU）。硅烷改性聚氨酯的研究十分活跃，以聚氨酯为主链通过硅烷封端改性，是一个重要的发展方向。Mahdi(Mahdi, Syed Z. Rochester Hills et al. 2001)通过硅烷偶联剂改性聚氨酯，提高了聚氨酯密封胶对玻璃的粘接性，而且不用底涂剂，甚至可胶接油漆面和有机物污染的表面。Sun, DX(Sun, Miao et al. 2011)等用硅烷偶联剂（SiCA）改性功能化的纳米二氧化硅聚氨酯，提高其热稳定性、