磷石膏改性及其在聚合物的应用研究进展

磷石膏作为一种工业生产副产物。因产量大,占据大量的土地资源,且对环境有危害。因此有必要寻找相关途径以实现磷石膏的有效运用。综述了近年来磷石膏进行有机改性方法,并对磷石膏作为聚丙烯、聚氯乙烯填料的应用进行了综述。最后对改性后的磷石膏在聚合物中的应用进行了展望。     

硬脂酸对磷石膏的改性研究

为解决磷石膏的亲水性问题,提高其与聚合物的相容性,采用硬脂酸对磷石膏进行表面改性.以活化指数为指标,确定其最佳改性条件:硬脂酸的用量为磷石膏质量的2%,改性时间为20 min,改性温度为60 ℃,pH为7～8.在最佳改性条件下,改性后磷石膏的活化指数达到100%,完全疏水.对改性前后的磷石膏进行了抽提实验和红外光谱测试,结果表明磷石膏与硬脂酸之间发生了化学键合作用.初步工业实验表明,改性磷石膏可用作聚丙烯树脂的无机填料,且其与聚合物的相容性较好,磷石膏/聚丙烯复合材料的力学性能较纯聚丙烯有所提高.     

磷石膏改性及应用

磷石膏的综合利用不仅能解决磷石膏的堆放问题而且还能解决环境污染的问题。磷石膏改性及其应用是当前研究热点之一。本文介绍了磷石膏物理改性及化学改性,分析了磷石膏在路基材料、造纸材料、水处理材料及建材等传统材料中应用情况,讨论了磷石膏高分子复合材料的制备方法,如熔融共混、溶液原位聚合、热压成型及本体聚合;然后介绍了磷石膏在聚丙烯、聚乙烯醇、聚苯乙烯及其他方面的应用。最后对磷石膏的应用前景及发展方向进行了展望。     

β晶型聚丙烯的应用配方研究

引言国外自纳塔首先使聚丙烯商品化以后,就逐步发现等规聚丙烯的结晶有α、β、γδ结晶变态和拟六方晶变态。对于其中不稳定的β晶型的晶体形态及其生长条件的研究工作一直受到高分子工作者的广泛重视,但目前该领域的研究仍仅限于试验室规模,迄今尚未有关于β晶型聚丙烯生产性的应用研究报道。继中国科学院上海有机化学研究所史观一等人在试验室发现DACP是一种新的聚丙烯β晶型成核剂之后,兰化公司化工研究院开展了β晶型聚丙烯的应用研究及DACP     

β晶型聚丙烯混杂复合体系的结构和性能

为了了解β晶型聚丙烯混杂复合体系的结构和性能,研究了β晶型聚丙烯在化学交联、添加纳米填料和热处理后的力学性能变化规律。结果表明5％～10％(wt)纳米CaCO3填料或2％(wt)交联剂与0．5％(wt)β晶型成核剂TMB共用时对聚丙烯有优良的增强、增韧效果;在80～150℃热处理温度范围内,加有05％(wt)TMB的聚丙烯在130℃时有最小的抗拉强度。经X衍射分析、差热分析证明在0.4％～0.8％(wt)TMB的用量范围内,对聚丙烯的β晶体的有序性和结晶效率影响不大,在0．5％(wt)成核剂TMB用量时,聚丙烯有最大的结晶度,130℃热处理可进一步提高聚丙烯β晶的结晶效率和总结晶度,结晶温度和熔融温度;加入纳米填料对β晶型聚丙烯的总结晶度和结晶效率影响不大,对有序性有较大的影响：而加入2％(wt)交联剂大大增加了总结晶度,同时大幅降低了β晶的有序度。偏光显微测试发现,纳米填料加入可降低球晶的尺寸和诱导纤维状的β晶形成。     

不同粒径磷石膏的形貌与性质特征研究

研究分析了不同粒径磷石膏的晶体形貌与性质特征,为探究磷石膏的高效处理方法提供理论依据。研究表明:由于磷石膏粒径的不同,其晶形呈现多样性,随着粒径的增加,其晶形由柱状晶变为片状晶,再成为簇状晶;晶形不同其理化性质不同,随磷石膏粒径的减小其表观密度、活化指数逐渐增大;X射线能谱分析与红外光谱分析证实,磷石膏的疏水性与其含碳量有一定关系,含碳量高则疏水性较强,在磷石膏粒径很小时,其疏水性还受其表面张力等其他因素的影响。     

影响聚丙烯β晶型形成的外部因素

简单介绍形成β晶型聚丙烯的几种常见途径及影响β晶型的各种因素，重点介绍了温度、应力、填料、成核剂及工艺条件等外部因素对β晶型形成的影响。     

工业废渣磷石膏水热合成硫酸钙晶须的研究

以磷石膏为主要原料,采用水热法制备硫酸钙晶须。应用正交设计对磷石膏生产硫酸钙晶须中各参数进行优化。研究反应时间、反应温度、晶种及晶型助长剂用量等对硫酸钙晶须制备的影响。结果表明：在原料粒径小于 175 μm,初始pH为4的情况下,反应温度为130 ℃,反应时间为4 h,晶种和晶型助长剂用量分别为磷石膏质量的10%和30%时,制备出了长径比为70~100的硫酸钙晶须。经XRD和TG-DTG分析可知,合成的产物为半水硫酸钙晶须。     

填料对PP结晶行为的影响

用差示扫描量热法(DSC)和偏光显微镜研究了聚丙烯(PP)/无机填料复合体系的非等温结晶过程以及填料含量、尺寸、形状、偶联处理对PP结晶行为的影响。结果表明:玻璃微珠的含量增加引起结晶度降低,但不会影响球晶尺寸;小尺寸的玻璃微珠能使球晶尺寸更均匀;对玻璃微珠进行偶联处理能提高材料的结晶度;同时发现,纳米碳酸钙引发了聚丙烯由α晶型向β晶型的转变。     

磷石膏再结晶与煅烧在其综合利用上的分析

湿法磷酸副产的磷石膏具有一定的应用价值,但其中的杂质影响了下游制品的质量,限制了它的应用途径及数量.在研究磷石膏回收副产石膏粉的基础上,分析比较了采用晶型转化生产的石膏粉和高温煅烧副产的石膏粉的物理指标,以求拓宽其综合利用的途径.     

磷石膏晶须/PP复合材料的结构与性能研究

将不同比例的磷石膏晶须(PSW)和聚丙烯(PP)共混制得复合材料,用差示扫描量热仪(DSC)、X射线衍射仪(XRD)和偏光显微镜(POM)表征其结构,然后对复合材料进行力学性能测试。结果表明:PSW能够使PP的α晶晶粒细化,诱导β晶的生成;在PSW含量为5%²5%范围内,随PSW含量的增加,β晶含量呈递增趋势,复合材料的拉伸强度呈小幅度下降趋势;弯曲强度随着PSW含量的增加变化不大,但相对纯PP有大幅提高;缺口冲击强度随PSW含量的增加而提高。     

Impact fracture behavior of clay-reinforced polypropylene nanocomposites

The micromechanism of plastic deformation during impact loading of polypropylene-clay nanocomposites is examined and compared with the unreinforced polypropylene under identical conditions of processing to underscore the determining role of clay. The addition of clay to polypropylene increases the impact strength in the temperature range of 0 to +70 °C. Differential scanning calorimetry (DSC), dynamic mechanical analysis (DMA) and transmission electron microscopy (TEM), wide-angle X-ray diffraction (WAXD) and scanning electron microscopy (SEM) techniques provided an understanding of the micromechanism of plastic deformation in terms of the response of the polymer matrix, nucleating capability of the reinforcement, crystal structure, percentage crystallinity, lamellae thickness, and particle-matrix interface. The enhancement of toughness on reinforcement of polypropylene with nanoclay is associated with change in the primary mechanism of plastic deformation from crazing and vein-type in neat polypropylene to microvoid-coalescence-fibrillation process in the nanocomposite.     

聚丙烯基复合材料的结晶行为

综述了3类聚丙烯(PP)基复合材料体系包括PP/无机物体系、PP/有机物体系和PP／聚合物体系的结晶行为。阐述了PP基体的结晶结构以及结晶动力学特征,包括添加物对PP的结晶温度、结晶速率及结晶度等的影响;分析了结晶行为对复合材料力学性能的影响。复合材料界面对基体聚合物取向结晶形态及结晶行为的影响等还需进一步研究。     

磷石膏在低浓度硫酸中的溶解及相态变化

湿法磷酸生产过程副产大量磷石膏,因其含有较多杂质而无法直接利用,目前可采用硫酸酸浸处理提高磷石膏品质。为弄清酸浸过程中石膏的溶解性能和结晶形态的变化,本文探讨了在0～80 ℃、0～30%的硫酸浓度条件下,磷石膏在硫酸溶液中的溶解度大小、结晶形貌、物相组成及结晶水含量的变化情况。实验结果表明,磷石膏在硫酸溶液中的溶解度随温度升高而升高,在80 ℃时达最大;随浓度升高呈先升后降的变化,在硫酸浓度为10%时溶解度最大。硫酸浓度小于10%时,磷石膏中二水硫酸钙溶解,但无新相生成,其形貌变化不大;硫酸浓度大于10%时,二水硫酸钙溶解,同时再结晶转化成无水硫酸钙,最终导致磷石膏形貌和相态发生了改变,溶解度随硫酸浓度升高而降低。     

湿法磷酸体系磷石膏结晶过程与机理研究

湿法磷酸生产过程中硫酸钙结晶制约着磷石膏的品质,良好的硫酸钙结晶不仅能提高磷收率,还有利于磷石膏资源化利用。针对硫酸钙结晶调控问题,系统考察了在添加正辛醇条件下硫酸钙物相形貌随反应时间的变化规律,综合研究了磷石膏晶体结构变化和生长规律。结果表明,反应时间为7 h时磷石膏内残余总磷为0.36%,其中水溶性磷为0.18%,磷收率达到98.79%;磷石膏以（002）为主要晶面生长,结晶过程分为磷矿酸解、硫酸钙晶体颗粒长大、晶体破碎与二次结晶3个阶段,均匀的二水硫酸钙板条状结晶有助于提高磷石膏洗滤性能和洗涤效果。通过磷石膏结晶调控和变化过程研究,为湿法磷酸生产工艺参数选择和硫酸钙结晶过程调控提供参考和基础支撑。     

有机化工与催化 酰胺型β成核剂对聚丙烯性能的影响

通过在抗冲聚丙烯基础树脂中添加自主研制的酰胺型高效β成核剂FB-1,在提高聚丙烯耐热温度的同时有效提高聚丙烯的冲击强度,介绍β成核剂的复配及超细化,研究β成核剂含量对共聚聚丙烯EPS30R冲击强度的影响,考察β成核剂改性聚丙烯的加工稳定性及β成核剂改性共聚聚丙烯的结晶行为。结果表明,加入成核剂后,聚丙烯冲击性能显著提高,β晶型聚丙烯的热稳定性及反复加工性能良好, FB-1成核剂能有效促进聚丙烯中β晶型的形成,而且β成核剂只改变β晶型含量,不改变其微观结构,β成核剂对聚丙烯中的α晶型没有影响。     

改善聚丙烯机械性能的方法

聚丙烯是一种用途广泛的高分子材料,具有综合性能优良和易于加工等特点,但同时也具有耐寒性差,抗蠕变性差等缺点。对聚丙烯进行改性研究以改善其机械性能,对于扩展其应用领域具有重要的意义。本文从晶型改变、添加弹性体作为填充剂、玻纤增强、化学交联以及制备高分子纳米复合物等五个方面综述了改善聚丙烯机械性能的方法。     

晶形助长剂对磷石膏制硫酸钙晶须性能的影响

借助X射线衍射、扫描电子显微镜等分析方法,研究了晶形助长剂对以磷石膏为原料水热法制备硫酸钙晶须生长行为的影响。结果表明,以磷石膏为原料制备硫酸钙晶须适宜的晶形助长剂为氯化镁（掺量为磷石膏质量的1.0%）,其次为十二烷基磺酸钠,效果最差的是硫酸铝。     

热处理对MMT填充PP的结晶性能影响

研究了热处理对聚丙烯(PP)/MMT复合材料结晶性能的影响.结果表明:适当地对共混体系进行热处理,分子链段加速重排以提高结晶度和使晶体结构趋于完善.聚合物的一部分结晶形态逐渐由β晶型向α晶型转变.PP/MMT复合材料的结晶度提高.     

二水物湿法磷酸反应料浆分级处理的过滤洗涤工艺

选用适合的分级设备对湿法磷酸反应料浆进行分级处理,分级底流(粗大磷石膏结晶)送过滤机过滤、洗涤,分级溢流(细碎磷石膏结晶)作为晶种返回反应槽进一步长大。分级处理后的料浆过滤磷石膏粒度分布明显改善(粗大磷石膏比率增加,细碎磷石膏比率减少),过滤强度提高16%以上,洗涤率提高0.60%以上。