硫酸钙晶须改性及其对纸张性能的影响研究

采用六偏磷酸钠对自制硫酸钙晶须进行表面湿法改性,考察了六偏磷酸钠对硫酸钙晶须的溶解抑制效果及改性硫酸钙晶须作为纸张填料对纸张物理性能的影响。研究表明,六偏磷酸钠对硫酸钙晶须有较好的改性效果,明显抑制了硫酸钙晶须的溶解;在抄纸过程中加入20%以上改性硫酸钙晶须制得的纸张白度均超过91%;当改性硫酸钙晶须添加量为30%时,晶须在纸张中分布均匀,纸张的各项物理性能满足一般印刷纸张的质量要求。     

表面改性硫酸钙晶须在PP材料中的应用研究

用硬脂酸钠作为表面改性剂对硫酸钙晶须表面改性,通过双螺杆挤出机与注塑机造粒制样条,得到CSW/PP复合材料。研究了改性用高混机搅拌转速与硫酸钙晶须添加量对CSW/PP复合材料力学性能的影响。试验结果表明:高速混合机转速为40Hz时,CSW/PP复合材料的断裂拉伸应变提高62%,但拉伸强度与弯曲强度略有降低;晶须添加量为10%时,CSW/PP复合材料的断裂拉伸应变提高55.6%;添加量为30%时,弯曲模量提高179%,弯曲强度略提高,拉伸强度略有降低;经过表面改性可改善硫酸钙晶须与PP之间的相融性。     

硫酸钙晶须溶解抑制改性及其性能表征

针对硫酸钙晶须作为造纸填料加填纸张时存在溶解度高、留着率低的问题,对硫酸钙晶须的性能进行分析,利用有机改性对硫酸钙晶须进行溶解抑制,主要探究了改性剂种类及用量、温度、时间、搅拌速度对硫酸钙晶须溶解度的影响,并对最佳工艺产品性能进行表征。结果表明,硬脂酸有机改性对晶须溶解抑制效果最好,硬脂酸适宜用量为2%,改性温度为90℃、反应时间30min、搅拌速度400r/min时,硫酸钙晶须在水中的电导率下降了48.4%;扫描电镜结果显示,改性后晶须尺寸变小,呈细小针状;红外光谱显示,硬脂酸分子键合到晶须表面。     

硫酸钙晶须表面湿法改性研究

采用几种表面改性剂对硫酸钙晶须表面进行了湿法改性试验,选出了改性效果较好的硬脂酸对硫酸钙晶须进行了单因素条件改性试验,分别考察了改性剂用量、初始料浆浓度、改性温度、改性时间、搅拌速率、烘干温度、烘干时间等因素对硫酸钙晶须表面改性的影响;改性硫酸钙晶须产品采用活化指数、接触角、扫描电子显微镜、X射线衍射和红外光谱分析进行表征。试验结果表明:硬脂酸对硫酸钙晶须的改性效果较好,在最佳工艺条件下,改性产品的活化指数为1.00,接触角为123.6°。建立了硬脂酸与硫酸钙晶须的作用模型。     

改性硫酸钙晶须/聚丙烯复合材料力学性能研究

用硬脂酸作为表面改性剂,通过双料口加料方法制得硫酸钙晶须/聚丙烯复合材料,研究了硫酸钙晶须添加量对复合材料力学性能的影响。试验结果表明:当硫酸钙晶须添加量为8%时,拉伸强度达到最大值,较纯pp拉伸强度提高了3.49%;当硫酸钙晶须添加量为12%时,弹性模量达到最大值,为1.451 GPa,较纯pp提高了16.5%;当硫酸钙晶须添加量为12%时,断裂伸长率为27.46%,比纯pp下降了41.74%;硫酸钙晶须添加到2%时,缺口冲击强度有较大提高,比纯pp提高了36.2%。     

硫酸钙晶须改性环氧胶粘剂的研究

硫酸钙晶须是由生石膏制备而成的新型非金属材料.以硫酸钙晶须为填充剂,进行了配制环氧胶粘剂的研究.考察了硫酸钙晶须对环氧胶粘剂性能的影响,并与目前常用的几种填充剂进行比较.比较结果表明,其抗伸强度可提高50%～120%,剪切强度相对可提高40%～140%,效果明显.硫酸钙晶须是胶粘剂非常优良的填充剂.     

油酸钠对半水硫酸钙晶须的稳定化机理

采用SEM，FT-IR，XRD等测试方法分析了油酸钠稳定化处理前后半水硫酸钙晶须的表面形貌、表面基团、物相组成，在此基础上研究了油酸钠对半水硫酸钙晶须的稳定化机理。结果表明，油酸钠在半水硫酸钙晶须表面的吸附状态随其用量的不同而不同，油酸钠对半水硫酸钙晶须表面活性点钙离子的封闭作用、对晶须表面离子的阻溶作用以及对晶须表面性质的改变是油酸钠使半水硫酸钙晶须保持稳定的根本原因。     

晶体调控剂对硫酸钙晶须生长的影响研究

以预处理后的工业废渣磷石膏为原料,铁盐和十二烷基盐复配物作晶体调控剂,采用水热法成功制备了硫酸钙晶须,利用SEM和XRD分别对硫酸钙晶须的表面形貌、物相特征进行表征,研究了复配型晶体调控剂种类对硫酸钙晶须特性的影响。结果表明,十二烷基铁盐复配型晶体调控剂能够显著增大硫酸钙晶须的长度和长径比,改善晶须的形貌,调控效果由好到差顺序为:FX-3FX-2FX-5FX-6FX-4FX-1,其中FX-3型调控剂制备的晶须生长发育最佳,此时晶须的平均长径比为139.50。     

氢氧化镁晶须表面改性及应用研究

为提高氢氧化镁晶须与基体材料的相容性,研究了氢氧化镁晶须的表面改性技术,结果表明:氢氧化镁晶须较适宜的改性条件是以硬脂酸钠为表面改性剂,改性剂用量2%(按晶须粉体干重计),料浆浓度5%,改性时间30 min,改性温度80 ℃,搅拌速度600 r/min.在此条件下,氢氧化镁晶须的活化指数可达到99%,接触角为108.6°.将改性后的氢氧化镁晶须添加到聚丙烯基体中制成复合材料,研究氢氧化镁晶须的增强和阻燃作用,并与水镁石粉体作添加剂进行对比,结果表明:前者氧指数提高4.7%,断裂强度提高64.71%,弯曲模量提高78.6%,断裂伸长率降低315.58个百分点.     

聚丙烯酰胺/硫酸钙晶须复合材料的制备与表征

以化学石膏为原料,通过水热法制备硫酸钙晶须,加入聚丙烯酰胺对其水热样品进行改性。对样品的粒度和比表面积进行测定,并通过扫描电镜和红外光谱检测对加入聚丙烯酰胺后提高样品抗水溶性能的机理进行了分析。结果表明:化学石膏经过水热工艺发生晶化,聚丙烯酰胺通过絮凝作用对水热产物改性,最终提高了原料水溶保留率。     

大长径比硫酸钙晶须的制备及形貌研究

以天然石膏为原料采用水热法制备半水硫酸钙晶须,SEM观察晶须形貌及分析长径比。考察了外加剂、原料粒度、水热温度、pH值、初始料浆浓度、水热时间对硫酸钙晶须形貌影响。结果表明:外加剂提高了天然石膏在水中的溶解度;原料粒度会影响天然石膏的溶解速率,粒度越小溶液越容易达到过饱和状态;水热温度在 < 100 ℃时较难生成硫酸钙晶须;溶液pH值可改变溶液离子质量分数,随着pH值升高晶须平均直径逐渐减小,同时会导致外加剂失效;料浆浓度越高,晶须生长空间越小,溶液体系离子迁移速度降低。在原料粒度4 μm、料浆浓度5%、CuCl₂ 1.5%（相对于天然石膏质量）、水热温度120 ℃、pH=5.3、水热时间140 min的条件下,制备出平均直径1~2 μm、长径比达160的半水硫酸钙晶须。      

外掺料对石膏基复合材料力学性能的影响

固体废弃物石膏的再利用和高强高性能石膏材料的开发一直是国内外学者研究的热点。以脱硫建筑石膏、水泥和矿渣为主要原料，掺加化学外加剂、化工废石膏和硫酸钙晶须，制备出石膏-水泥-矿渣复合材料。研究聚羧酸高效减水剂和柠檬酸缓凝剂、化工废石膏和硫酸钙晶须的掺量对该复合材料力学性能的影响。研究结果表明:聚羧酸高效减水剂和柠檬酸缓凝剂在石膏基复合材料中的最佳掺量分别为1.0%和0.08%。当煅烧化工废石膏掺量为12%时，石膏基复合材料的7 d抗折和抗压强度分别为3.7 MPa和12.0 MPa，其中抗压强度比空白样还高了0.1 MPa。当硫酸钙晶须的掺量增加到3%时，掺有煅烧化工废石膏的石膏基复合材料的28 d抗折强度为8.2 MPa，28 d抗压强度为31.5 MPa，其值和未掺化工废石膏和硫酸钙晶须试样的力学性能相当。      

硫酸-无机盐中脱硫石膏水热合成硫酸钙晶须

以脱硫石膏为原料,利用水热法在硫酸-无机盐-水体系中成功制备出硫酸钙晶须。借助SEM、图像粒度分析等方法,考察反应温度、时间、硫酸浓度、晶型控制剂等条件对晶须形貌及长径比的影响,并初步讨论硫酸-无机盐-水体系对晶须成核和生长过程的影响。结果表明:在硫酸-无机盐-水体系中,反应温度、反应时间、硫酸浓度和晶型控制剂的类型,都会改变硫酸钙晶须的平均长径比。制备硫酸钙晶须的最优工艺条件为:脱硫石膏质量分数5%,反应温度135℃,反应时间150 min,硫酸浓度10-3 mol/L,使用的晶型控制剂为氯化铜(质量分数为0.17%)。在此条件下制备的半水硫酸钙晶须平均长径比可达到74.38。     

反应条件对脱硫石膏晶须生长行为的影响

以脱硫石膏为原料,采用水热法工艺制备硫酸钙晶须。借助XRD、高分辨显微镜等分析方法,深入探讨了反应温度和反应时间对硫酸钙晶须生长过程的影响。结果表明:利用脱硫石膏可以制备出硫酸钙晶须;随着反应温度的升高和反应时间的延长,硫酸钙晶体的长径比呈先升高后降低的趋势;当反应温度为140℃、反应时间为120min时,长径比达到最大,其值为48.17。     

鼓泡法制备文石型碳酸钙晶须的实验研究

本文利用鼓泡法在MgCl2—Ca(OH)2-CO2体系中合成了文石型碳酸钙晶须。用X-射线衍射分析(XRD)表明制备的碳酸钙晶须绝大部分是文石相含有少量的方解石相，显微镜和扫描电子显微镜(SEM)对晶须的进行了形貌分析，结果表明所制备的碳酸钙晶须表面光滑、均匀性好、长径比大。     

以温石棉尾矿为镁源制备碱式硫酸镁晶须

将温石棉尾矿煅烧活化产物酸浸获得硫酸镁溶液,以硫酸镁溶液与轻质氧化镁为反应物料,采用水热合成法制备碱式硫酸镁晶须,并对其进行了SEM、XRD、FT-IR以及TG-DTA分析.研究了MgSO4溶液的浓度、硫酸镁与氧化镁摩尔比、反应温度对产物的影响.实验结果表明,该法制备碱式硫酸镁晶须的较佳条件为:MgSO4浓度0.6 mol/L,硫酸镁与氧化镁的摩尔比1∶2,反应温度170℃.实验制备的碱式硫酸镁晶须样品长径比为10～50,其分子式为MgSO4·5Mg(OH)2· 3H2O.     

硫铝酸盐基高水材料的凝胶化改性研究

利用硫酸铝对硫铝酸盐基高水材料进行凝胶化改性。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、压汞仪等现代测试手段,研究了硫铝酸盐基高水材料凝胶化改性后的微观结构与强度间的关系。结果表明,高水材料经凝胶化改性后,水化形成以钙矾石为主的结构体,其1d抗压强度为3.5MPa,28d抗压强度可达7.8MPa;硫酸铝凝胶化改性可以促进钙矾石的形成,改善结构体的孔结构,增加结构体致密性,提高高水材料的强度。凝胶化改性后的高水材料可用作一种优良的充填材料。     

外加剂对H_2SO_4-H_2O体系无水硫酸钙晶须形貌的影响

以磷石膏为原料,在H_2SO_4-H_2O体系,采用水热法制备无水硫酸钙晶须。研究了十二烷基磺酸钠和聚乙二醇对无水硫酸钙晶须形貌的影响,并探讨其作用机理。结果表明,外加剂对磷石膏晶须形貌影响较大,但不影响物相组成。十二烷基磺酸钠对无水硫酸钙晶核的形成有抑制作用,并且随着十二烷基磺酸钠加入量的增加,抑制作用越强;聚乙二醇对无水硫酸钙晶须的生长有促进作用,且当其加入量为1%时,制备的无水硫酸钙晶须平均直径为0.5μm,长度为23μm,且结晶良好。