粉煤灰纖維分散、軟化及應(yīng)用實驗研究.pdf

1、粉煤灰已成為全球最大的固體廢棄物,嚴(yán)重污染環(huán)境。國內(nèi)外有許多關(guān)于粉煤灰利用方面的研究報道,但多屬于低端的應(yīng)用研究,如用粉煤灰筑路或建筑填充,而且,在我國其綜合利用率尚不足50％。近年來,有研究者將粉煤灰制成超細(xì)短纖維,并用于造紙,賦予其更高的應(yīng)用附加值。由于粉煤灰纖維是一種新型的材料,缺乏基礎(chǔ)應(yīng)用研究,在用于造紙過程中,分散、軟化又是制約瓶頸,所以,本文從粉煤灰纖維的理化性質(zhì)入手,對粉煤灰纖維的分散、軟化技術(shù)進(jìn)行了研究。同時,考慮到粉煤

2、灰纖維有可能應(yīng)用到石油開采過程中的纖維防砂,本文對其作為支撐劑用于砂子回流控制進(jìn)行了探索性研究。本文研究對粉煤灰纖維的應(yīng)用技術(shù)開發(fā)具有重要的理論意義和實用價值。
　　 首先對粉煤灰纖維的形貌特征、理化性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、表面電性進(jìn)行了研究,為其后續(xù)處理、應(yīng)用實驗研究提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和依據(jù)。
　　 針對粉煤灰纖維用于造紙時出現(xiàn)的疏水性強(qiáng)、脆且硬、易斷裂、不易分散等問題對其分散及軟化處理技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)的實驗研究。
　　 (1)

3、采用化學(xué)分散輔以機(jī)械分散的方法對粉煤灰纖維進(jìn)行分散實驗研究。用沉降法、懸浮液觀察法、掃描電鏡法評價纖維分散效果。通過分散劑復(fù)配手段得出粉煤灰纖維的最優(yōu)分散方案為陰離子表面活性劑、電解質(zhì)無機(jī)鹽、非離子表面活性劑的組合:1.2％CMC+0.8％SBS+0.4％STPP+0.4％HEC,并進(jìn)一步探討粉煤灰纖維分散機(jī)理。借鑒納米材料的表面改性方法,用氫氧化鈣溶液對粉煤灰纖維進(jìn)行納米調(diào)控改性,使纖維強(qiáng)度明顯增加,在陰離子分散液中的分散穩(wěn)定性有一定

4、程度的提高。
　　 (2)采用化學(xué)法對粉煤灰纖維進(jìn)行軟化實驗,研究了軟化劑的種類、用量、軟化時間對其軟化效果的影響,得出粉煤灰纖維的最優(yōu)軟化方案為:濃度為2％的BS-12處理劑軟化60分鐘,并進(jìn)一步探討粉煤灰纖維軟化機(jī)理。
　　 實驗表明,經(jīng)過分散和軟化處理的粉煤灰纖維不僅可形成長期分散穩(wěn)定的纖維懸浮液,而且纖維強(qiáng)度顯著提高。
　　 本文針對纖維防砂技術(shù)相關(guān)工藝條件,進(jìn)行粉煤灰纖維性能測試、纖維復(fù)合支撐劑性能評價