聚丙烯腈纤维水解液对水玻璃砂性能的影响

摘要

铸造用水玻璃砂具有污染小、工作条件安全等优点，因此被认为是最有可能实现绿色环保的铸造工艺。但其溃散性较差、旧砂难以回收再利用等缺陷制约了其使用推广。本文以水玻璃砂为研究对象，对水玻璃砂进行改性处理从而提高其综合性能，便于水玻璃砂的推广和应用。
　　本文以聚丙烯腈纤维水解液作为水玻璃砂的改性剂，研究了聚丙烯腈纤维的压力水解工艺。结果表明：在不加催化剂的条件下，水解液加入量为砂重的4％，反应温度为190-195℃，时间为7 h，浴比为6时，试样的抗拉强度达到最佳值2.37 MPa，此时的水解液多分散性为1.2左右，稳定性好。若加入催化剂，反应时间可缩短至3 h，并且当催化剂加入量为0.7%时，试样抗拉强度达到最大值1.89 MPa。
　　本文选用最佳水解工艺获得的聚丙烯腈水解液作为改性剂，改性后的水玻璃加入量为砂重的4%。然后通过性能测试、扫描电子显微分析、X射线衍射分析、红外光谱分析，系统的研究了改性剂加入量的不同对水玻璃砂性能的影响。试验结果表明：一号改性水玻璃砂的流动性在改性剂含量为40%时达到最大值48.51%；溃散性在改性剂含量为10%时达到最小值0.09 MPa；24 h抗拉强度在改性剂含量为40%时达到最大值0.184 MPa；即时抗拉强度在不含改性剂的条件下达到最大值0.093 MPa。二号改性水玻璃砂的流动性在改性剂含量为10%时达到最大值51.8%；溃散性在改性剂含量为40%时达到最小值0.14 MPa；24 h抗拉强度在改性剂含量为30%时达到最大值00.223 MPa；即时抗拉强度在改性剂含量为10%时达到最大值0.096 MPa。
　　本文选用最佳水解工艺获得的聚丙烯腈水解液对某厂实际生产中所用的水玻璃砂进行改性，改性后的水玻璃砂能够满足强度需求，且有效的提高了水玻璃砂的流动性和溃散性。说明聚丙烯腈纤维水解液作为改性剂可以有效的改善水玻璃砂的流动性、溃散性，是可行的改性剂选择。

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第1章 绪论

1.1课题研究的背景及意义

1.2水玻璃砂发展概况

1.3水玻璃砂改性技术

1.4水玻璃砂改性技术的研究现状

1.5水玻璃砂改性剂的水解工艺

1.6主要研究内容

第2章 试验材料和方法

2.1试验材料及设备

2.2试验流程

2.3试样制备

2.4型砂性能测试方法

2.5聚丙烯腈水解液及其改性水玻璃的分析方法

第3章 聚丙烯腈纤维压力水解的工艺优化及分析

3.1引言

3.2水解时间的优化选择

3.3浴比的优化选择

3.4催化剂用量的优化选择

3.5水解液色谱分析

3.6水解液红外光谱分析

3.7本章小结

第4章 聚丙烯腈水解液对水玻璃砂性能的影响及其改性机理

4.1引言

4.2聚丙烯腈水解液加入量对原水玻璃砂性能的影响

4.3聚丙烯腈水解液加入量对磷酸盐改性水玻璃砂性能的影响

4.4 聚丙烯腈水解液改性机理的探究

4.5本章小结

第5章 聚丙烯腈水解液改性水玻璃砂的应用试验

5.1引言

5.2水解液改性水玻璃的制备

5.3混砂

5.4制芯

5.5落砂

5.6本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢