硅烷改性煤矸石电厂灰渣及其填充聚丙烯复合材料的研究

为实现煤矸石电厂灰渣资源化,采用硅烷偶联剂单一改性及硅烷偶联剂与硬脂酸复合改性,研究了硅烷偶联剂与硬脂酸对PP/灰渣复合材料性能的影响.通过对改性前后粉体的粒径分析,傅里叶变换红外光谱以及SEM分析等检测手段,研究了硅烷偶联剂对灰渣改性的效果和改性机理.结果表明:偶联剂硅烷A的最佳用量为灰渣质量的1.25％,改性温度为80℃,改性时间为30 min.使改性后复合材料的拉伸强度较改性前提高1.32 MPa;硅烷A与硬脂酸复合改性可以使PP/灰渣复合材料的悬臂梁缺口冲击强度提高0.44 kJ/m2,弯曲强度提高1.43 MPa.     

PVC/改性纳米CaCO3复合材料的制备及性能

合成了纳米CaCO3表面改性剂AP-01,将此改性剂改性的纳米CaCO3用于硬质聚氯乙烯(PVC)抗冲改性.观察PVC/改性纳米CaCO3复合材料的微观结构,并测试其力学性能.结果表明:改性纳米CaCO3以海岛结构分散于PVC基体中.改性纳米CaCO3加入量在10%时,复合材料缺口冲击强度达到18.2 kJ/m2,而复合材料拉伸强度几乎没有改变.对比普通硬脂酸改性纳米CaCO3增韧PVC,其具有明显的性能优势.     

多元醇与环氧树脂共混改性的研究

采用自制的聚酯多元醇对环氧树脂进行共混改性,对改性环氧树脂固化物的拉伸强度、断裂伸长率、冲击强度、剪切强度等进行了考察,同时探讨了多元醇分子量变化及加入量不同对性能的影响。结果表明,改性后的体系韧性得到了明显的提高,如冲击强度从13.2kJ/m2提高到26.3kJ/m2。室温剪切强度从24.2MPa提高到43.75MPa。     

材料的形式对GF增强PPS冲击强度的影响

采用不同长度及不同形式的玻璃纤维(GF)增强聚苯硫醚(PPS),研究了纤维的长度及形式对PPS/GF复合材料冲击性能的影响.结果表明,注塑成型的短GF增强PPS(纤维长度小于0.8 mm)其冲击强度为14.4 kJ/m2,随着注塑样品中纤维长度的增加,其冲击强度可达到23.0 kJ/m2;采用悬浮分散使纤维与树脂混合并经模压成型的样品其缺口悬臂梁冲击强度可达29.0 kJ/m2;利用粉末浸渍工艺制备的连续玻璃纤维预浸料编织物与悬浮分散体系叠层模压成型的板材,冲击强度可达137.40 kJ/2.     

CaSO_4晶须和重质CaCO_3复合改性PVC的研究

用棒状CaSO4晶须和球状重质CaCO3对聚氯乙烯(PVC)进行改性。结果表明:CaSO4晶须和重质CaCO3的质量比为2:1时,PVC复合材料的性能最佳,冲击强度达到50.8kJ/m2,比纯PVC冲击强度提高了64%。CaSO4晶须和重质CaCO3的质量比为1:1,其总用量为10份时,复合改性PVC的冲击强度明显高于单一改性达,到45.5kJ/m2,比纯PVC提高了46.8%。     

EVA对Mg(OH)_2/PP/HDPE复合材料的性能影响研究

将Mg(OH)2用硬脂酸进行表面改性后,利用熔融共混法制备Mg(OH)2/聚丙烯(PP)/高密度聚乙烯(HDPE)复合材料,并在复合材料制备过程中添加少量乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)。研究了EVA含量对复合材料性能的影响,采用综合热分析仪及扫描电子显微镜分析了复合材料热性能和微观形貌。结果表明,EVA添加5%时,复合材料冲击强度达到52.4 kJ/m2,熔体质量流动速率达到2.90 g/10min,且熔体流动活化能降低到30.94 kJ/mol,复合材料的热稳定性得到提高。     

几种聚烯烃增韧剂的增韧性能比较

使用废PP编织袋回收料时 ,冲击强度低、韧性低是最大的障碍。为克服这一矛盾 ,作者研究了SBS、EAA、EVA、SIS和POE这几种聚烯烃增韧剂对废PP编织袋回收料的改性效果。研究结果表明 ,当增韧剂加入量为11phr时 ,SIS的增韧效果最好 ,悬臂梁缺口冲击强度为13.4kJ/m2,比新的无规共聚PP1330的缺口冲击强度10.8kJ/m2 还高 ;EAA最低 ,其缺口冲击强度还达不到均聚PP1300的缺口冲击强度5.8kJ/m2;其他几种增韧材料的冲击强度在1300和1330之间。对POE来说 ,当用量达到20phr时 ,冲击强度迅速增加 ,达到15.2kJ/m2 的最高值     

反应性增容对PP/纳米SiO_2界面作用的影响

通过动态力学分析和拉伸性能的测试,采用不同模型研究了反应性增容对聚丙烯(PP),纳米SiO2复合材料界面作用的影响.研究表明,反应性增容使纳米SiO2粒子与PP基体的界面作用明显增强,使PP分子链的松弛活化能增大.在环氧功能化改性纳米SiO2粒子和反应性增容剂(氨基化PP)的质量分数分别为3%和10%时,复合材料的冲击强度从1.85 kJ/m2提高到3.46 kJ/m2,体现了明显的增韧作用.     

SBS/EP共混体系改性PS

利用不同配比的SBS(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物)/EP(环氧树脂)共混体系改性了PS(聚苯乙烯),研究结果表明:当SBS的加入量为15份,EP加入量为3份,DDM(4,4’二氨基二苯基甲烷)为EP质量含量的25%时能使PS的综合性能最佳,此时,改性PS的冲击强度由1.61 kJ/m2提高5.15 kJ/m2,冲击强度提高320%;拉伸强度由44.94 MPa变为46.64 MPa,略有上升。     

新型聚丙烯β晶型成核剂的制备及应用

利用正硅酸乙酯、硬脂酸和邻苯二甲酸钙制备了新型成核剂SLG1和SLG2。利用热分析考察了成核剂的热稳定性,采用X射线衍射分析（XRD）和偏光显微镜（PLM）对其改性聚丙烯(PP)的晶体形态进行了表征,采用差示扫描量热法（DSC）研究了其结晶行为,并测试了PP的力学性能。结果表明,成核剂SLG1和SLG2能够诱导β-PP的生成,使PP的结晶温度明显提高,并且加快了PP的结晶速率,但是降低了结晶度。成核剂使PP的晶粒明显细化,球晶之间的界面模糊。在SLG1和SLG2含量分别为0.15 %和0.3 t%时,PP的冲击强度分别由9.43 kJ/m2提高到了26.82 kJ/m2和37.79 kJ/m2。     

NONISOTHERMAL ANALYSIS OF THE OXIDATION KINETICS OF OIL SHALE CARBONACEOUS RESIDUE

The intrinsic kinetics parameters for the oxidation of the carbonaceous residue in retorted oil shale have been determined from experimental data obtained under linearly increasing temperature. Various different mathematical procedures have been applied to the analysis of the data. The kinetics of this reaction can be described by an overall first-order expression in terms of the amount of unreacted carbonaceous residue with an activation energy of 91 kJ/mol. In comparison to the isothermal method, the nonisothermal technique is shown to be quite convenient and require fewer experimental runs for the determination of intrinsic kinetics.     

煤系共伴生油页岩热解残渣利用技术

油页岩残渣是油页岩热解过程中排放的固体废物,约占油页岩的80%~90%。中国油页岩残渣利用率较低,残渣堆积量日益增多,后续问题十分突出。煤系油页岩残渣的资源化利用成为油页岩热解提油产业发展的瓶颈。介绍了油页岩热解加工利用现状及其残渣在废水处理和废气吸附方面的应用,分析了当前页岩热解残渣利用过程中存在利用方式单一的问题,并结合油页岩热解残渣结构和组成的特殊性,提出了油页岩残渣用作环保材料如吸附剂的发展方向。     

油页岩矿物质催化半焦燃烧特性及机理

利用微型流化床反应分析仪（MFBRA）研究了油页岩矿物质催化半焦燃烧特性,重点考察了半焦内部矿物质和外部页岩灰床料对半焦燃烧的催化作用,揭示了流化床反应器中半焦燃烧过程和机理。结果表明：内部矿物质和外部床料对半焦燃烧均具有明显催化作用,而两者共同催化效果最为显著。矿物质中CaO和Fe₂O₃对半焦燃烧具有催化活性,CaO催化作用强于Fe₂O₃。油页岩半焦燃烧反应活化能在60.41~78.97 kJ/mol之间,矿物质的催化作用会明显降低反应活化能。流化床反应器中,矿物质对半焦燃烧的催化作用主要表现在四个反应,即：挥发分裂解和燃烧、半焦表面炭燃烧、半焦内部炭燃烧以及一氧化碳燃烧。     

Characteristics and mechanism of catalytic effect of inner minerals on combustion of oil shale coke

The micro fluidized bed reaction analyzer (MFBRA) was used to study the combustion characteristics of oil shale mineral catalytic semi-coke. This study compared the effect of minerals inside char and bed material (oil shale ash) outside char on char combustion, and the process and mechanism of char combustion in the fluidized bed were further revealed. Both of minerals inside char and bed material outside char had a marked catalysis for char combustion and their combined catalysis was most notable. It is found that the CaO and Fe₂O₃ were the major active components in oil shale minerals for catalytic combustion of char, and the catalysis of CaO was stronger than that of Fe₂O₃. The activation energy of char combustion ranged from 60.41 kJ/mol to 78.97 kJ/mol, and it would significantly decrease with presence of the catalysis by minerals in oil shale. For char combustion in a fluidized bed, the contribution of minerals to catalytic combustion was mainly reflected in four reactions, such as volatiles cracking and combustion, surface carbon combustion, internal carbon combustion and CO combustion.     

Effect of demineralization and heating rate on the pyrolysis kinetics of Jordanian oil shales

The effect of mineral matter content on the activation energy of oil shale pyrolysis has been studied. Kerogen was isolated from raw oil shale by sequential HCl and HCl/HF digestion. Oil shale and kerogen samples were pyrolyzed in a Thermogravimetric Analyzer at different heating rates (1, 3, 5, 10, 30, and 50 °C/min) up to a temperature of 1000 °C. Total mass loss of all oil shale samples remained almost constant irrespective of the heating rate employed, whereas it decreased with the increase of heating rate for kerogen (74.5 to 71.4%). From the pyrolysis profile activation energy (Ea) was found to vary between 70 and 83 kJ/mol for oil shale, while 82-112 kJ/mol has been determined for isolated kerogen. An increase of both Ea and pre-exponential factor was observed with an increasing heating rate. It is concluded that the mineral matter in oil shale enhances catalytic cracking as is evident from the reduced Ea values of oil shale compared with those for kerogen.     

油页岩半焦燃烧反应活性分析

采用美国Perk in E lm er公司生产的Pyris1 TGA热重分析仪,对桦甸油页岩半焦进行燃烧特性试验研究,得到3种不同升温速率下的油页岩半焦燃烧特性曲线,并使用平均质量反应性指数和燃烧稳定性指数对半焦反应性加以评价。油页岩半焦燃烧分燃烧快速段、过渡段和燃烧慢速段3个阶段进行。随着升温速率的提高,在燃烧快速段,表观活化能为133.901 3—100.204 2 kJ/mol;在燃烧慢速段,表观活化能为146.317 1—211.409 3 kJ/mol。利用Coats-Redfern法确定了燃烧快速段反应级数为3,而燃烧慢速段则为5.5,从而得到油页岩半焦燃烧化学反应的动力学参数,为油页岩半焦的有效开发与经济利用提供了理论依据。     

油页岩干燥特性实验研究

以柳树河油页岩颗粒为原料,在恒温介质干燥器内进行油页岩干燥动力学研究,考察干燥介质温度和颗粒直径对油页岩干燥性能的影响,采用薄层干燥模型中的Lewis模型,对油页岩干燥实验数据进行模拟,确定油页岩干燥方程和干燥速率方程,建立油页岩干燥常数表达式。研究结果表明:薄层干燥模型中Lewis模型能较好的描述油页岩在恒温介质干燥器内的干燥过程;其干燥过程主要发生在降速干燥阶段;200℃时油页岩无性质变化,干燥达到平衡时,油页岩含水量可降到0.5%左右,油页岩表观活化能为17～19kJ/mol。     

桦甸油页岩的二级萃取溶解行为

以吉林桦甸油页岩为研究对象,通过二氯甲烷、石油醚两级萃取,对油页岩原矿、两级萃余物进行SEM扫描,对二氯甲烷萃取液、石油醚萃取液进行GC/MS检测,研究桦甸油页岩在两级溶液的溶解行为以及各级萃余物表面物理形貌。结果表明,随着萃取的加深,油页岩颗粒相对光滑的片层结构逐渐消失,颗粒粒径趋于细小,表面沟壑逐渐增多,后级萃取时液固接触面积增加。二氯甲烷和石油醚对油页岩中烷烃溶出能力较强。两级萃取物组分主要由C15～C28饱和烷烃构成。溶剂萃取法可以有效地提取油页岩中一类或相似的化合物群,对研究油页岩构成及提取高经济价值成分有重要意义。     

羟基硅油对Mg（OH）2高填充HDPE力学性能的影响

研究了超细Ｍｇ（ＯＨ）２填料用量、填料表面改性、羟基硅油用量等对于高填充高密度聚乙烯（ＨＤＰＥ）力学性能的影响。当超细Ｍｇ（ＯＨ）填料用量达到７０份时,ＨＤＰＥ复合材料表现出明显的脆性拉伸断裂行为,用硅烷偶联剂物钛酸酯对超细Ｍｇ（ＯＨ）２填料进行表面改性,能提高高填充ＨＤＰＥ的拉伸强度,而对于断裂伸长率的影响较小,羟基硅油能有效改善高填充ＨＤＰＥ的韧性。在１４０份的高填充量下,用羟基硅油处理钛酸酯     

页岩灰对油页岩热解特性的影响

以吉林桦甸-公郎头四层油页岩为原料,以掺混SiO2的油页岩为对比样品,利用热重-红外联用仪考察了页岩灰对油页岩热解特性的影响,通过分析热解固相产物组成变化对热解失重及产物析出规律进行了研究. 结果表明,页岩灰对油页岩中的有机质和矿物质失重过程均有促进作用,当页岩灰或SiO2含量为83%时,在300~600, 600~750, 750~900℃三个加热温度区间内,掺混页岩灰样品比掺混SiO2样品的失重率分别提高1.92%, 3.39%和18.99%. 低温段有机质热解过程中CO2先于脂肪烃热解析出,且750℃后CO2析出峰仅出现在掺混页岩灰的样品中,应为油页岩中难分解的碳酸盐在页岩灰作用下加速分解及页岩灰中CaSO4与残炭反应共同作用所致.