常温改性半水硫酸钙晶须及其稳定化机理研究

性能优良的半水硫酸钙晶须常用于增强增韧有机复合材料和无机复合材料.为防止半水硫酸钙晶须与水接触或在潮湿的环境中发生水化反应而导致晶体结构与性能的破坏,因此需要对半水硫酸钙晶须进行表面改性.本文基于溶度积原理,探寻常温下复合改性介质中改性半水硫酸钙晶须的新途径.采用单掺月桂酸钠、海藻酸钠、硅酸钠、草酸钠和氟化钠作为改性剂,并设计正交试验探索影响改性效果的显著性因素和最佳改性工艺.利用XRD、FTIR和SEM对晶须改性前后进行化学组成和微观结构的分析.研究结果表明,复合改性介质体积比和改性剂种类是影响改性工艺的显著性因素,改性剂在复合介质中的溶解度直接影响着最终表面改性产物层的性能.单掺15;氟化钠或海藻酸钠、复合介质体积比29:1、改性时间5 min时,改性半水硫酸钙晶须在水中溶解度降低并且能够保持晶体结构和性能的稳定.     

聚丙烯酰胺/硬脂酸协同改性半水硫酸钙晶须及其形貌稳定性研究

使用聚丙烯酰胺/硬脂酸改性体系对半水硫酸钙晶须进行表面改性,研究聚丙烯酰胺的加入对改性过程中硫酸钙晶须的稳定化影响.通过显微镜观察晶须产品的形貌,利用X射线衍射仪分析其相组成,利用傅里叶红外光谱仪检测晶须产品的表面基团.结果 表明:聚丙烯酰胺/硬脂酸协同改性硫酸钙晶须的晶体形貌及相组成未发生改变,较硬脂酸单一改性后的晶须长径比有所上升,且在水溶液中形貌保持时间延长,改性后晶须的活化指数、接触角较硬脂酸单一改性有明显上升,实现了硫酸钙晶须改性过程中的稳定化处理.     

油酸钠改性无水硫酸钙晶须及其机理研究

采用油酸钠改性无水硫酸钙晶须(AW),既可以增强无水硫酸钙晶须的疏水性,又可以在晶须表面引入-C=C-增加其功能性.利用晶须在甲基丙烯酸甲酯(MMA)的分散性能探究油酸钠加量、时间、改性温度等因素对改性效果的影响;采用XRD、XPS和DRIFTS探索晶须的吸附及改性机理、Washburn法测定晶须的疏水性能.结果表明随油酸钠用量的增加,分散性能先变好后变差,油酸钠与晶须质量比为1:100时,沉降高度和沉降速度由油酸钠与晶须质量比为1:200时的3.1 cm和0.31 cm/min大幅增加到10.6 cm和1.06 cm/min;分散性能开始出现突变时的油酸钠用量随温度升高而增加;DRIFTS表明油酸钠中的油酸根离子主要以物理吸附和化学吸附的方式与钙离子结合存在于晶须表面,其特征吸收峰分别是1577 cm-1和1540 cm-1的双峰和1547 cm-1的单峰;改性后的晶须疏水性较改性前大幅增加,与水的接触角从改性前的0.04°增加到改性后的77.35°.     

柠檬酸对半水硫酸钙晶须形貌稳定性影响

介绍了柠檬酸对半水硫酸钙晶须的形貌稳定性的影响及其作用机制,重点考察了柠檬酸添加量及稳定化温度对晶须形貌稳定性的影响.采用XRD、SEM和红外光谱表征晶须性质.结果表明,在30～100℃范围内,随着稳定化温度的增加,半水硫酸钙晶须形貌稳定时间增长.其中在100℃,柠檬酸添加量为0.5 wt;,半水硫酸钙形晶须形貌稳定时间可达4.0 h.由于柠檬酸的-COO-与半水硫酸钙晶须表面Ca2+键和成-COO-Ca-结构,柠檬酸以化学吸附方式吸附于晶须表面,使得晶须稳定性提高.     

混合助晶剂促进大长径比硫酸钙晶须的调控研究

以预处理后的磷石膏为原料,氯化镁、丙三醇、丙三醇/无水乙醇、丙三醇/硬脂酸为助晶剂,采用水热法制备了硫酸钙晶须,利用XRF、SEM、XRD和FT-IR分别对硫酸钙晶须的成分含量、表面形貌、物相特征等进行了表征.结果表明,混合助晶剂能够明显增大硫酸钙晶须的长径比,提高晶须合成率,改善晶须形貌.在丙三醇/无水乙醇体系中,当V(无水乙醇)/V(丙三醇)=0.8时,硫酸钙晶须的合成率为96;,长径比可达90.在丙三醇/硬脂酸体系中,当m(硬脂酸)/m(磷石膏)=2;时,硫酸钙晶须的合成率为94;,长径比可达75.     

无水硫酸钙晶须对不同种类石膏基复合材料性能的影响

将无水硫酸钙晶须掺入天然石膏,脱硫石膏和磷石膏三种石膏基体中,研究无水硫酸钙晶须对不同种类石膏基体性能的影响.并利用XRD和SEM分别分析三种石膏基体原材料的物相组成和掺有无水硫酸钙晶须石膏基复合材料的微观性能.结果表明,随着无水硫酸钙晶须掺量的增加,三种石膏基复合材料的凝结时间均缩短,气孔率都先降低后上升.天然石膏基复合材料在无水硫酸钙晶须掺量为15;时力学性能最优,抗折强度和抗压强度较空白样分别增长31.6;和10.7;.脱硫石膏基复合材料在无水硫酸钙晶须掺量为10;时力学性能最优,抗压强度较空白样提高18.5;.磷石膏基复合材料在无水硫酸钙晶须掺量为15;时力学性能最优,抗折强度较空白样提高98.3;.     

脱硫石膏制备硫酸钙晶须结晶动力学研究

结晶动力学能够揭示结晶过程本质,通过测定溶液中Ca2浓度来确定硫酸钙晶须的转化率,从而确定硫酸钙晶须结晶动力学参数,得到转化率与时间的关系式:X=1/｛1+e6^[-10.01977t(0.0956-c)+1.1188]｝,(0≤t≤6.0).研究了影响硫酸钙晶须结晶动力学的影响因素降温速率和陈化时间,利用SEM对制备的硫酸钙晶须进行表征.结果表明:自然冷却条件下,陈化时间6h,制备出的硫酸钙晶须结晶发育完整,晶须平均长径比达到150,平均直径为2.1 μm.     

微波外场强化电石渣制备硫酸钙晶须及其机理分析

本文以电石渣为原料,在稀硫酸溶液中制备硫酸钙晶须.在常规水热法最佳制备条件的基础上,不添加表面活性剂,利用微波反应器强化硫酸钙晶须结晶过程.分析了微波反应时间,微波辐射能量对结晶产物的影响.利用X射线衍射仪和扫描电子显微镜对制备的产物进行表征.结果 表明,电石渣与稀硫酸溶液在微波强化的条件下反应10 min,微波辐射能量400 W时,制备的硫酸钙晶须形貌尺寸均一,晶须平均直径为2.2 μm,平均长径比70.在此基础上,进一步分析了微波效应与硫酸钙晶须的生长机理.     

机械力活化对脱硫石膏制备硫酸钙晶须的影响

对脱硫石膏原料进行机械力活化,然后采用降温重结晶法制备出硫酸钙晶须.借助扫描电镜、图像粒度分析仪和相关软件进行表征,并初步讨论了机械力活化对晶须成核和生长过程的影响.结果表明:经过机械力活化的脱硫石膏可以制备有较大长径比的硫酸钙晶须.在水浴反应温度为75℃,硫酸浓度为2.5 mol/L,机械力活化时间为3.5 h,浆料浓度为2;的条件下,制备的硫酸钙晶须平均长径比为150,平均直径为2.1μm.     

电石渣制备硫酸钙晶须及影响因素研究

以电石渣为原料,经酸化处理得到前驱体,再通过水热晶化工艺制备出硫酸钙晶须,探讨了不同水热工艺条件对硫酸钙晶须形貌的影响.水热法制备硫酸钙晶须的最佳工艺条件为:浆料浓度2.5;,水热反应时间8h,水热反应温度130℃,溶液pH值为7.以电石渣为原料制备硫酸钙晶须为电石渣的综合利用开辟了新的思路.