原文gydF4y2Ba
,卷:7(3)gydF4y2Ba蛋壳包埋聚氨酯钙钠铝硅酸盐新型绿色热固性复合材料gydF4y2Ba
- *通信:gydF4y2Ba
- Tangboriboon NgydF4y2Ba泰国泰国农业大学工程学院材料工程系,泰国曼谷10900gydF4y2Ba电话:gydF4y2Ba662 797 - 0999;gydF4y2Ba电子邮件:gydF4y2Ba (电子邮件保护)gydF4y2Ba
收到:gydF4y2Ba2016年7月29日;gydF4y2Ba接受:gydF4y2Ba2016年8月13日;gydF4y2Ba发表:gydF4y2Ba2016年8月19日gydF4y2Ba
引用:gydF4y2Ba王志强,李志强,李志强,等。蛋壳包埋钙钠铝硅酸盐新型绿色热固性复合材料的研究。科学通报。2016;7(3):104。gydF4y2Ba
摘要gydF4y2Ba
以蛋壳为原料,以碳酸钙(CaCO3)为原料,采用溶胶-凝胶法在室温下与气相二氧化硅(SiO2)和铝硅酸钠反应,制备了铝硅酸钙(canalsi2o7)粉体。将得到的canalsi2o7陶瓷颗粒作为分散相加载到聚氨酯(PU)泡沫基体中制备热固性复合材料。该粉体的比表面积为38.89 m2g-1,粒径为13.27 μm。而PU泡沫是gydF4y2Ba低gydF4y2Ba比表面积1.00 m2g-1,重量轻。当在PU中加入10 vol%的canalsi2o7粉末时,热固性复合材料的比表面积为6.0 m2/g,体积轻,堆积密度为0.213 gcm-3±0.012 gcm-3,分解温度高达790℃,压缩杨氏模量为346.0 kPa±76.5 kPa。该热固性复合材料具有良好的物理-热-机械性能和良好的微孔互连单元。绿色的canalsi2o7 /PU热固性复合材料是潜在的候选材料,适用于各种应用,即建筑、催化剂、绝缘、吸附剂和友好的环境材料。gydF4y2Ba
关键字gydF4y2Ba
聚氨酯;蛋壳;热固性复合材料;溶胶-凝胶过程;铝硅酸钙钠;生物材料;复合泡沫塑料gydF4y2Ba
简介gydF4y2Ba
目前,绿色产业和环保意识逐渐受到关注。可持续发展和生态效率是大多数国家的重点[gydF4y2Ba1gydF4y2Ba-gydF4y2Ba4gydF4y2Ba].研究人员大多注重以生物材料、绿色材料、无毒材料和可回收材料,即生物废物、生物纤维、工业废物、可生物降解材料等作为研究的起始材料[gydF4y2Ba1gydF4y2Ba-gydF4y2Ba4gydF4y2Ba].gydF4y2Ba
鸡蛋是最完整的食物之一,因为它们含有蛋白质、脂类和碳水化合物,这些都是良好饮食所必需的。它们还包含gydF4y2Ba维生素gydF4y2Ba矿物质元素是年轻人和老年人发展所必需的。鸡蛋及其衍生物是食品、药品、面包、化妆品等行业的重要原料之一,可用于制造面包、蛋糕、饼干、冰淇淋和食品添加剂。蛋壳作为副产品约占总重量的11%(每个鸡蛋65克至70克)。蛋壳的主要成分由96%以上的碳酸钙(CaCO)组成gydF4y2Ba3.gydF4y2Ba), 1 wt%碳酸镁(MgCO .)gydF4y2Ba3.gydF4y2Ba), 1 wt%磷酸钙(CaPOgydF4y2Ba4gydF4y2Ba),以及2%其他有机物质。因此,为了最大限度地利用蛋壳的回收机会,减少蛋壳废物,保护环境,不进行预处理,提高农业评价,被认为是一种有效的生物材料。据估计,这是蛋壳gydF4y2Ba浪费gydF4y2Ba母鸡、鸭蛋和鸟蛋每天的产量高达数百万吨。因此,需要一种有效的蛋壳回收或处理方法。蛋壳是多孔的陶瓷材料,因为发育中的胚胎需要氧气和二氧化碳两种气体来吸气和呼气gydF4y2Ba扩散gydF4y2Ba通过毛孔。由微孔组成的蛋壳结构大多起催化剂或吸附剂的作用[gydF4y2Ba5gydF4y2Ba-gydF4y2Ba9gydF4y2Ba].gydF4y2Ba
铝硅酸钙钠gydF4y2Ba2gydF4y2Ba如果gydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba7gydF4y2Ba)是一种由碳酸钙(CaCO)制成的铝硅酸盐化合物gydF4y2Ba3.gydF4y2Ba)与气相二氧化硅(SiOgydF4y2Ba2gydF4y2Ba)和铝硅酸钠通过溶胶-凝胶工艺在室温下。铝硅酸钙钠可作为许多行业的起始原料,即石油和石化、制药、农业、食品和饮料。铝硅酸盐化合物可以通过天然和合成两种方法获得。CaNaAlgydF4y2Ba2gydF4y2Ba如果gydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba7gydF4y2Ba由碱性和碱土金属的水合铝硅酸盐组成,已在催化转化器中作为多相催化剂生产[gydF4y2Ba10gydF4y2Ba-gydF4y2Ba13gydF4y2Ba].然而,由于最佳化学计量,铝硅酸盐的生产工艺有一定的局限性。热固性复合材料是聚合物复合材料的一种,是一类具有独特的力学、物理和热性能的胞状材料。gydF4y2Ba
热固性复合材料根据其化学成分和交联程度可分为三种类型:柔性、半刚性和刚性泡沫[gydF4y2Ba14gydF4y2Ba,gydF4y2Ba15gydF4y2Ba].泡沫可以进一步分为两类:闭细胞壁和开细胞壁。封闭细胞壁是完全被分散气体包围的细胞壁。开孔泡沫不受限制,由开孔通道连接[gydF4y2Ba15gydF4y2Ba].一般来说,聚合物泡沫可以由聚氨酯(PU)、聚苯乙烯(PS)、聚烯烃聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)和聚碳酸酯(PC)制成。聚氨酯泡沫是热固性的,含有氨基甲酸酯连接(- nh - co - o -),由二异氰酸酯与化合物配合活性氢,即二醇反应产生。柔性PU泡沫具有优异的弹性变形和恢复特性,适用于包装材料、舒适坐垫、床垫、地毯靠背和弹性地板。另一种PU泡沫是硬质PU泡沫。它有一个完整的组合,具有高强度,gydF4y2Ba低gydF4y2Ba重量大,耐热性好。硬质PU泡沫多用于夹层结构,如风力涡轮机叶片、航海结构、隔热、隔音[gydF4y2Ba15gydF4y2Ba-gydF4y2Ba17gydF4y2Ba].因此,在本研究中需要开发轻质、力学-物理-热性能良好的聚氨酯泡沫复合材料,因此,以铝硅酸盐氧化物(canal)为载体的聚氨酯聚合物复合材料受到了广泛的关注gydF4y2Ba2gydF4y2Ba如果gydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba7gydF4y2Ba)由蛋壳经溶胶-凝胶法制成的纳米颗粒。所得的PU热固性复合材料具有广泛的应用前景。gydF4y2Ba
在本工作中,目的是制备铝硅酸钙钠氧化物gydF4y2Ba2gydF4y2Ba如果gydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba7gydF4y2Ba)通过溶胶-凝胶工艺从蛋壳中获得CaO:Al摩尔比的纳米粉末gydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba3.gydF4y2Ba: NagydF4y2Ba2gydF4y2BaO: SiOgydF4y2Ba2gydF4y2Ba等于1:1:2:8嵌入PU矩阵。陶瓷/聚合物(运河铝gydF4y2Ba2gydF4y2Ba如果gydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba7gydF4y2Ba/PU)复合材料采用直接发泡技术。预制运河gydF4y2Ba2gydF4y2Ba如果gydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba7gydF4y2Ba采用扫描电镜(SEM)、比表面积(BET)、真密度和堆积密度(ASTM D3575和D1056)对/PU复合泡沫进行了表征。此外,还进行了抗压强度和热试验,并报告了结果。gydF4y2Ba
实验gydF4y2Ba
材料gydF4y2Ba
用自来水清洗蛋壳,烘干,高温焙烧,使碳酸钙转变相和成分gydF4y2Ba3.gydF4y2Ba通过热解生成氧化钙。亲水气相二氧化硅(SiOgydF4y2Ba2gydF4y2Ba)由德国瓦克化学公司提供,二氧化硅纯度为99.8%,比表面积为206 mgydF4y2Ba2gydF4y2BaggydF4y2Ba-1gydF4y2BapH 3.9,平均粒径40 μm。沉淀铝硅酸钠购自泰国联合硅(暹罗)有限公司,由82%的二氧化硅、10%的氧化铝、6%的氧化钠和0.04%的氧化铁组成。沉淀铝硅酸钠的比表面积为75米gydF4y2Ba2gydF4y2BaggydF4y2Ba-1gydF4y2Ba,干燥损失5.2%,pH 10.0,堆积密度200 kgmgydF4y2Ba3gydF4y2Ba,平均粒径45 μm。98%纯度的氢氧化钠颗粒购自泰国Molecule Co., Ltd.。盐酸(HCl;分析试剂等级,AR)购自泰国Lab-Scan Co. Ltd。基于预聚体的二异氰酸酯或亚甲基二苯基二异氰酸酯(MDI) (SUPRASECgydF4y2Ba®gydF4y2Ba2749)的密度为1.2 GCMgydF4y2Ba3gydF4y2Ba聚醚多元醇由乙醚- 1 - 2 -二醇、二甘醇、扩展剂、催化剂和添加剂组成(DALTOPEDgydF4y2Ba®gydF4y2BaFF 45084),由比利时亨茨曼(BVBA)公司生产。gydF4y2Ba
仪器gydF4y2Ba
采用实验室马弗炉(Linn High Thermo GmbH, LM 412.27, DC021032,热电偶K型,NiCr-Ni)制备CaO和canalsigydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba7gydF4y2Ba粉。用粒度分析仪(Mastersizer S,gydF4y2Ba模型gydF4y2Ba多分散的2.19)。样品分散在水介质中,在超声波清洗机中振动20分钟,然后进行测量。显微照片用扫描电镜(JEOL-5200)进行了表征。将陶瓷/聚合物复合泡沫材料以碳糊的形式安装在存根上,溅射镀金至0.1 μm以提高导电性能。加速度电压为15千伏,放大倍数为300倍。样品的真实密度由气体含量计(qantachrome, Ultra pycnometer 1000)测量。根据ASTM D3575和D1056测量样品的体积和真实密度值,然后用公式1计算:gydF4y2Ba
(1)gydF4y2Ba
式中,ρ为真密度和容重(g/cmgydF4y2Ba3.gydF4y2Ba);D为干样重量(g);“表观体积”是样品中有/没有开孔和闭孔的样品体积(cmgydF4y2Ba3.gydF4y2Ba).用差示扫描量热仪(DSC;NETZSCH 409)和同步热分析仪(STA;NETZSCH 409)。加热速率为10°C mingydF4y2Ba-1gydF4y2Ba在空气gydF4y2Ba大气gydF4y2Ba从室温到1000°C。采用AUTOSORB-1(量子色仪)对比表面积和孔径进行表征。固体的比表面积S根据式2和式3计算总表面积:gydF4y2Ba
(2)gydF4y2Ba
(3)gydF4y2Ba
式中,S为固体的比表面积,St为总表面积,gydF4y2BaWgydF4y2Ba是样本权值,gydF4y2BaNgydF4y2Ba为阿伏伽德罗数(6.023 × 10gydF4y2Ba23gydF4y2Ba分子摩尔gydF4y2Ba-1gydF4y2Ba), M为吸附剂的分子量,Acs为单个吸附剂分子所占面积(16.2 × 10gydF4y2Ba-20年gydF4y2Ba米gydF4y2Ba2gydF4y2BaNgydF4y2Ba2gydF4y2Ba19.5 × 10gydF4y2Ba-20年gydF4y2Ba米gydF4y2Ba2gydF4y2BaKr)。压缩试验采用机械试验机(英国RH 15 5DZ, Serial No R100/319,软件QMat 5.44 M-Series-10KM)进行。gydF4y2Ba
CaNaAlSigydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba7gydF4y2Ba粉制备gydF4y2Ba
生鸡蛋壳用自来水清洗干净,在室温下晾干,然后用瓷臼碾碎。将蛋壳细颗粒煅烧得到CaO,用HCl溶解得到氯化钙溶液。氯化钙溶液加入到铝硅酸钠混合溶液中。溶液混合物在5 h内转变为凝胶gydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba3.gydF4y2Ba: NagydF4y2Ba2gydF4y2BaO: SiOgydF4y2Ba2gydF4y2Ba均为1:1:2:8,在室温(25℃)下溶胶-凝胶法制备24 h,得到完整凝胶。凝胶样品在110℃下干燥24 h,然后在300℃下煅烧1 h。煅烧得到的陶瓷粉末呈白色、柔软、细粉[gydF4y2Ba12gydF4y2Ba].gydF4y2Ba
聚氨酯泡沫制备gydF4y2Ba
通过混合DALTOPED之间的质量比进行聚氨酯微蜂窝gydF4y2Ba®gydF4y2BaFF 45084(聚醚多元醇、扩链剂、催化剂和添加剂的完全混合组合物)和SUPRASECgydF4y2Ba®gydF4y2Ba2749作为基于预聚体的mdi,重量比为100:94-98,保温3 ~ 5分钟。将混合好的PU泡沫浇注在纸杯模具中,室温下完全固化4天。所得白色PU泡沫轻质、半刚性、孔隙率高。在本研究中,得到了canalsi的分子式gydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba7gydF4y2Ba/PU复合泡沫的制备如表所示gydF4y2Ba表1gydF4y2Ba.gydF4y2Ba
样品gydF4y2Ba | DALTOPED的重量gydF4y2Ba®gydF4y2BaFF 45084gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba(g)gydF4y2Ba | supasec重量gydF4y2Ba®gydF4y2Ba2749gydF4y2BabgydF4y2Ba(g)gydF4y2Ba | canalsi的重量gydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba7gydF4y2Ba粉gydF4y2BacgydF4y2Ba(g)gydF4y2Ba | PUd比值:canalsigydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba7gydF4y2Ba(卷:卷)gydF4y2Ba |
---|---|---|---|---|
纯PU泡沫gydF4y2Ba | 25.00gydF4y2Ba | 24.50gydF4y2Ba | 0.00gydF4y2Ba | 100:0gydF4y2Ba |
1卷% CaNaAlSigydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba7gydF4y2Ba/聚氨酯gydF4y2Ba | 25.00gydF4y2Ba | 24.50gydF4y2Ba | 0.85gydF4y2Ba | 100:1gydF4y2Ba |
5卷% CaNaAlSigydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba7gydF4y2Ba/聚氨酯gydF4y2Ba | 25.00gydF4y2Ba | 24.50gydF4y2Ba | 4.23gydF4y2Ba | 100:5gydF4y2Ba |
10卷% CaNaAlSigydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba7gydF4y2Ba/聚氨酯gydF4y2Ba | 25.00gydF4y2Ba | 24.50gydF4y2Ba | 8.46gydF4y2Ba | 100:10gydF4y2Ba |
15卷% CaNaAlSigydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba7gydF4y2Ba/聚氨酯gydF4y2Ba | 25.00gydF4y2Ba | 24.50gydF4y2Ba | 16.91gydF4y2Ba | 100:15gydF4y2Ba |
20卷% CaNaAlSigydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba7gydF4y2Ba/聚氨酯gydF4y2Ba | 25.00gydF4y2Ba | 24.50gydF4y2Ba | 25.37gydF4y2Ba | 100:20gydF4y2Ba |
50卷% CaNaAlSigydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba7gydF4y2Ba/聚氨酯gydF4y2Ba | 25.00gydF4y2Ba | 24.50gydF4y2Ba | 42.28gydF4y2Ba | 100:50gydF4y2Ba |
一个gydF4y2BaDALTOPED®FF 45084聚醚多元醇的密度为1.1 g/cmgydF4y2Ba3.gydF4y2Ba.gydF4y2BabgydF4y2Basupasec的密度gydF4y2Ba®gydF4y2Ba2749 asmdi基预聚体等于1.2 g/cmgydF4y2Ba3.gydF4y2Ba.gydF4y2BacgydF4y2Bacanalsi密度gydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba7gydF4y2Ba作为陶瓷粉末等于1.96克/厘米gydF4y2Ba3.gydF4y2Ba.gydF4y2BadgydF4y2Ba聚氨酯泡沫(PU)的混合DALTOPEDgydF4y2Ba®gydF4y2BaFF 45084和supasecgydF4y2Ba®gydF4y2Ba在室温下以1200转/分的高速剧烈搅拌1分钟。gydF4y2Ba
表1:gydF4y2Ba绿色的canalsi公式gydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba7gydF4y2Ba在室温下制备/PU热固性复合材料,浇注到纸杯模具中。gydF4y2Ba
结果与讨论gydF4y2Ba
得到的canalsigydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba7gydF4y2Ba粉体比表面积为38.89 mgydF4y2Ba2gydF4y2BaggydF4y2Ba-1gydF4y2Ba.canalsi的粒径和CMPFgydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba7gydF4y2Ba粉末显示在gydF4y2Ba图。1gydF4y2Ba.canalsi的粒径gydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba7gydF4y2Ba10% CMPF (d10)、50% CMPF (d50)和90% CMPF (d90)下的陶瓷粉末粒径分别为2.67、9.88、29.10 μm。平均粒径为13.27 μm。gydF4y2Ba
CaO、气相二氧化硅、铝硅酸盐、canalsi的比表面积和真密度值gydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba7gydF4y2Ba粉末,PU泡沫和10 vol% canalsigydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba7gydF4y2Ba/PU复合材料的gydF4y2Ba表2gydF4y2Ba.纯PU泡沫与10 vol% canalsi的比表面积gydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba7gydF4y2Ba/PU复合材料为1.00和6.00 mgydF4y2Ba2gydF4y2BaggydF4y2Ba-1gydF4y2Ba,分别。PU泡沫和10 vol% canalsi的真密度值gydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba7gydF4y2Ba/PU复合材料为1.13和1.47 gcmgydF4y2Ba3gydF4y2Ba,分别。gydF4y2Ba
样品gydF4y2Ba | 比表面积BET(mgydF4y2Ba2gydF4y2Ba/ g)gydF4y2Ba | 真正的密度(克/厘米gydF4y2Ba3.gydF4y2Ba)gydF4y2Ba |
---|---|---|
曹gydF4y2Ba | 7.79gydF4y2Ba | 2.16gydF4y2Ba |
气相二氧化硅(SiOgydF4y2Ba2gydF4y2Ba)gydF4y2Ba | 206.00gydF4y2Ba | 2.12gydF4y2Ba |
铝硅酸盐gydF4y2Ba | 75.00gydF4y2Ba | 2.04gydF4y2Ba |
CaNaAlSigydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba7gydF4y2Ba粉gydF4y2Ba | 37.91gydF4y2Ba | 1.96gydF4y2Ba |
聚氨酯泡沫(PU foam)gydF4y2Ba | 1.00gydF4y2Ba | 1.13gydF4y2Ba |
10 vol% canalsigydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba7gydF4y2Ba/PU复合泡沫gydF4y2Ba | 6.00gydF4y2Ba | 1.47gydF4y2Ba |
- - - - - - ?未测量的平均值gydF4y2Ba
表2:gydF4y2Ba原料的比表面积和真密度,canalsigydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba7gydF4y2Ba粉末,PU泡沫和10 vol% PU/ canalsigydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba7gydF4y2Ba复合泡沫。gydF4y2Ba
表3gydF4y2Ba为纯PU泡沫和canalsi的容重值gydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba7gydF4y2Ba/PU复合泡沫。加入少量的canalsigydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba7gydF4y2Ba粉末进入PU泡沫,由于相互连接的开放和封闭的细胞,影响堆积密度。另一方面,加入15 vol%和20 vol%的canalsigydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba7gydF4y2Ba粉末加入到PU泡沫中可以增加比纯PU泡沫更高的堆积密度。由于泡沫形成过程中颗粒的团聚对大开孔和大孔径有影响。加入50 vol%的canalsigydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba7gydF4y2Ba粉末进入PU泡沫,导致PU泡沫变脆断裂。因此,堆积密度值为50 vol%的canalsigydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba7gydF4y2Ba/PU复合样品不能测量。gydF4y2Ba
样品gydF4y2Ba | 聚氨酯泡沫(卷%)gydF4y2Ba | CaNaAlSigydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba7gydF4y2Ba陶瓷powdera(卷%)gydF4y2Ba | 含孔复合泡沫的容重(g/cmgydF4y2Ba3.gydF4y2Ba)gydF4y2Ba |
---|---|---|---|
纯PU泡沫gydF4y2Ba | One hundred.gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba | 0.213±0.012gydF4y2Ba |
1 vol% canalsigydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba7gydF4y2Ba/聚氨酯gydF4y2Ba | One hundred.gydF4y2Ba | 1gydF4y2Ba | 0.141±0.009gydF4y2Ba |
5 vol% canalsi2o7 /PUgydF4y2Ba | One hundred.gydF4y2Ba | 5gydF4y2Ba | 0.152±0.020gydF4y2Ba |
10 vol% canalsigydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba7gydF4y2Ba/聚氨酯gydF4y2Ba | One hundred.gydF4y2Ba | 10gydF4y2Ba | 0.213±0.012gydF4y2Ba |
15 vol% canalsigydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba7gydF4y2Ba/聚氨酯gydF4y2Ba | One hundred.gydF4y2Ba | 15gydF4y2Ba | 0.290±0.031gydF4y2Ba |
20 vol% canalsigydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba7gydF4y2Ba/聚氨酯gydF4y2Ba | One hundred.gydF4y2Ba | 20.gydF4y2Ba | 0.292±0.015gydF4y2Ba |
50 vol% canalsigydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba7gydF4y2Ba/聚氨酯gydF4y2Ba | One hundred.gydF4y2Ba | 50gydF4y2Ba | N/AgydF4y2Ba |
一个gydF4y2Bacanalsi的真实密度gydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba7gydF4y2Ba等于1.96 g/cmgydF4y2Ba3.gydF4y2Ba.gydF4y2Ba
表3:gydF4y2Ba纯PU泡沫和canalsi的容重gydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba7gydF4y2Ba/PU复合泡沫。gydF4y2Ba
扫描电镜显示了canalsi的微观结构gydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba7gydF4y2Ba粉末和canalsigydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba7gydF4y2Ba不同体积百分比负载的/PU热固性复合材料:1,5,10,15,20和50 vol%如图所示gydF4y2Ba图。2gydF4y2Ba.的CaNaAlSigydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba7gydF4y2Ba粉末加入到PU泡沫中会影响到封闭的配置gydF4y2Ba细胞gydF4y2Ba以及开放互联的细胞。当canalsi的百分比gydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba7gydF4y2Ba粉末增大,canalsi的微孔尺寸增大gydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba7gydF4y2Ba/PU复合泡沫呈下降趋势。然而,加入了canalsigydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba7gydF4y2Ba粉末入PU泡沫大于20 vol%,造成复合泡沫不良,脆性大gydF4y2Ba低gydF4y2Ba抗压强度。添加canalsigydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba7gydF4y2Ba接近50 vol%的粉末对颗粒团聚和断裂有影响。SEM显微照片显示了canalsi的团聚gydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba7gydF4y2Ba粉末如图2f所示。一般来说,聚合物泡沫的胞状结构可分为四种类型:大胞状结构(>100 μm)、微胞状结构(1 μm ~ 100 μm)、超微胞状结构(0.1 μm ~ 1.0 μm)和纳米胞状结构(0.1 nm ~ 100 nm) [gydF4y2Ba16gydF4y2Ba].在本研究中,10 vol%的canalsigydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba7gydF4y2Ba/PU复合泡沫为最佳条件,孔隙率在微孔和宏孔范围内(15 μm ~ 200 μm),如图所示gydF4y2Ba图2 c。gydF4y2Ba.gydF4y2Ba
图2:gydF4y2Bacanalsi的SEM显微照片gydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba7gydF4y2Ba/PU复合泡沫,添加/不添加canalsigydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba7gydF4y2Ba放大300X的粉末:a)不添加;b) 5 vol% canalsigydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba7gydF4y2Ba添加;c) 10 vol% canalsigydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba7gydF4y2Ba添加;d) 15 vol% canalsigydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba7gydF4y2Ba添加;e) 20 vol% canalsigydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba7gydF4y2Ba添加;f) 50 vol% canalsigydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba7gydF4y2Ba分别添加。gydF4y2Ba
此外,对纯聚氨酯泡沫(PU泡沫)和10 vol% canalsi进行了压缩测试gydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba7gydF4y2Ba/PU复合泡沫材料gydF4y2Ba表4gydF4y2Ba.纯PU泡沫的抗压强度为268.1 kPa±65.7 kPa,抗压杨氏模量为841.3 kPa±40.9 kPa。而canalsi的抗压强度和压缩杨氏模量为10 vol%gydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba7gydF4y2Ba/PU复合泡沫分别为184.7 kPa±16.7 kPa和346.0 kPa±76.5 kPa。添加CaNaAlSigydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba7gydF4y2Ba由于PU泡沫与canalsi的键合作用,使得PU泡沫的抗压强度和抗压杨氏模量下降幅度小于纯PU泡沫gydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba7gydF4y2Ba填料粒子。另外,加入过量的canalsigydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba7gydF4y2Ba陶瓷粉末加入到PU泡沫基体中,颗粒团聚对抗压强度和抗压杨氏模量的降低有影响,特别是添加了canalsigydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba7gydF4y2Ba20 vol%和50 vol%的粒子。随着填料用量的增加,复合泡沫的容重和真密度增大,抗压强度和抗压杨氏模量减小。纯PU泡沫与10 vol% canalsi的力学性能比较gydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba7gydF4y2Ba/PU复合泡沫与SEM显微形貌一致。的CaNaAlSigydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba7gydF4y2Ba由Ca组成的填充颗粒gydF4y2Ba2 +gydF4y2Ba, NagydF4y2Ba+gydF4y2Ba,艾尔。gydF4y2Ba3 +gydF4y2Ba,如果gydF4y2Ba4 +gydF4y2Ba,和OgydF4y2Ba2 -gydF4y2Ba离子的结构。它们可以在canalsi内发生反应并嵌入gydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba7gydF4y2Ba/PU复合泡沫。gydF4y2Ba
样品gydF4y2Ba | 直径(毫米)gydF4y2Ba | 屈服强度(kPa)gydF4y2Ba | 抗压强度(kPa)gydF4y2Ba | 压缩杨氏模量(kPa)gydF4y2Ba |
---|---|---|---|---|
纯聚氨酯泡沫gydF4y2Ba | 28.44±0.21gydF4y2Ba | 268.1±65.7gydF4y2Ba | 268.1±65.7gydF4y2Ba | 841.3±40.9gydF4y2Ba |
10 vol% canalsigydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba7gydF4y2Ba/ PUcomposite泡沫gydF4y2Ba | 29.31±0.12gydF4y2Ba | 184.7±16.7gydF4y2Ba | 184.7±16.7gydF4y2Ba | 346.0±76.5gydF4y2Ba |
表4:gydF4y2Ba纯聚氨酯泡沫和10 vol% canalsi的压缩试验结果gydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba7gydF4y2Ba/PU复合泡沫。gydF4y2Ba
此外,STA测定发现了10 vol%的canalsi的吸热反应gydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba7gydF4y2Ba如图3所示,/PU复合泡沫在790.10℃下的分解量高于纯PU泡沫在640℃下的分解量。得到的结果表明,10 vol%的canalsigydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba7gydF4y2Ba/PU复合泡沫的耐热性优于纯PU泡沫。gydF4y2Ba
纯聚氨酯泡沫和10 vol% canalsi的陶瓷收率百分比gydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba7gydF4y2Ba采用DSC在室温至1000℃下对/PU复合泡沫进行测量,如图所示gydF4y2Ba图4gydF4y2Ba.陶瓷的收率为纯聚氨酯泡沫和10 vol%的canalsigydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba7gydF4y2Ba/PU复合泡沫分别为11.31 wt%和23.41% wt%。得到的结果表明,10 vol%的canalsigydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba7gydF4y2Ba/PU复合泡沫具有比纯PU泡沫更大的热阻。gydF4y2Ba
结论gydF4y2Ba
绿色钙钠铝硅酸盐(canalsigydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba7gydF4y2Ba)/PU复合泡沫材料是热固性复合材料。的CaNaAlSigydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba7gydF4y2Ba蛋壳可通过溶胶-凝胶法制成粉末。的CaNaAlSigydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba7gydF4y2Ba采用直接发泡工艺制备了/PU热固性复合材料。发泡过程在泡沫浆中产生高密度的气泡,并在固化后在复合泡沫中形成高孔隙率。添加10 vol%的canalsigydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba7gydF4y2Ba粉末对复合泡沫具有良好的物理和热性能的影响。这是获得微观和宏观细胞结构的最佳条件,弹性模量高,重量轻,耐热性好,易于通过直接发泡工艺成型。得到的比表面积、真密度和容重为10 vol%的canalsigydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba7gydF4y2Ba/PU复合材料为6.00 mgydF4y2Ba2gydF4y2BaggydF4y2Ba-1gydF4y2Ba, 1.47 GCMgydF4y2Ba3gydF4y2Ba, 0.2126 GCMgydF4y2Ba3gydF4y2Ba±0.0116 GCMgydF4y2Ba3gydF4y2Ba,分别。扫描电镜观察表明,10 vol%的canalsigydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba7gydF4y2Ba聚氨酯泡沫中添加的粉末对开闭孔形态、桥接、互联等都有影响gydF4y2Ba细胞gydF4y2Ba在微观和宏观细胞结构的范围内。canalsi的抗压强度和压缩杨氏模量为10 vol%gydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba7gydF4y2Ba/PU复合泡沫分别为184.7 kPa±16.7 kPa和346.0 kPa±76.5 kPa。此外,10 vol% canalsigydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba7gydF4y2Ba/PU复合泡沫的耐热性也优于纯PU泡沫。因此,canalsigydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba7gydF4y2Ba/PU热固性复合材料可用于各种应用,如建筑施工,gydF4y2Ba能源gydF4y2Ba以及吸声、隔音、催化剂[gydF4y2Ba15gydF4y2Ba-gydF4y2Ba18gydF4y2Ba].gydF4y2Ba
确认gydF4y2Ba
作者要感谢朱拉隆功大学的石油与石化学院和科学技术研究设备中心,以及Kasetsart大学材料工程系使用分析设备。同时,我们也非常感谢来自Kasetsart大学研究与发展,导电和电活性的资助gydF4y2Ba聚合物gydF4y2Ba朱拉隆功大学研究小组、泰国研究基金(TRF-RTA)、泰国皇家政府和泰国泰国大学工业技术高级研究中心。gydF4y2Ba
参考文献gydF4y2Ba
- 张志强,张志强。纤维素生物纤维与丙烯酸甲酯的接枝共聚:合成、表征与应用gydF4y2Ba.gydF4y2Ba环境科学学报。2012;20:164-74。gydF4y2Ba
- 辛格哈,塔库尔VK。Grewia Optiva纤维增强pf基复合材料的合成与表征。Int J polymater。2008; 57(12): 1059 - 74。gydF4y2Ba
- 辛格哈,塔库尔VK。木芙蓉纤维/聚合物复合材料的物理、化学和力学性能。藉PolymMater。2009; 58:217-28。gydF4y2Ba
- 塔库尔VK,辛格哈AS,考尔I,等。球囊纤毛纤维的硅烷功能化:热、形态和物理化学研究。中国生物医学工程学报。2010;15:397-414。gydF4y2Ba
- Tullett SG。鸵鸟蛋的蛋壳电导及其它功能特性。中国生物化学杂志。1984;38(1):1 -13。gydF4y2Ba
- 李志强,李志强,李志强,等。禽蛋壳矿化:基质蛋白的生化和功能表征。CR Palevol, 2004;3:549-62。gydF4y2Ba
- 蔡文涛,杨建民,赖文昌,等。蛋壳及蛋壳膜的表征与吸附性能。生物资源学报,2006;gydF4y2Ba
- 王志强,王志强,王志强,等。蛋壳是聚丙烯复合材料的新型生物填料。清华大学学报(自然科学版),2007;gydF4y2Ba
- Adeyeye EI。几种鸟类蛋壳特征的比较研究。埃塞俄比亚化学学报。2009;23(2):159-66。gydF4y2Ba
- 金哲,金金哲,韩柱,等。醚化反应用沸石催化剂的制备与表征。《今日卡塔尔》,2003;87:195-203。gydF4y2Ba
- http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/zeolites/zeolimyb04.pdfgydF4y2Ba
- 唐博里布恩,王卡西姆吉特,库纳努拉萨蓬,等。以蛋壳为原料,溶胶-凝胶法制备a型钙分子筛催化剂。中国生物医学工程学报。2011;21:50-60。gydF4y2Ba
- 瓦尔切夫,明托娃,萨帕特西斯,编辑。有序多孔固体。第1版。伦敦:爱思唯尔;2009.gydF4y2Ba
- 徐华,管军,吴松,等。介孔沸石的制备、表征及应用。中国生物医学工程学报(自然科学版),2009;gydF4y2Ba
- DiasCJ, Das-Gupta DK。无机陶瓷聚合物铁电复合驻极体。IEEE TransDielectrElectrInsul。杂志1996;3(5):706 - 34。gydF4y2Ba
- 张志刚,张志刚,张志刚。高分子泡沫材料的拉伸和断裂行为。工程科学学报。2006;29(1):1- 5。gydF4y2Ba
- Richardson JT, Peng Y, Remue D.陶瓷泡沫催化剂载体的性能:压降。应用Catal A:一般。2000;204:19-32。gydF4y2Ba
- 帕塔萨拉提和M, Klingenberg DJ。电流变学:机理与模型。科学工程硕士1996;R17:57-103。gydF4y2Ba