柔性膨胀蛭石节能材料的制备与研究

摘要

基于工业蛭石的膨胀性和其优良的保温节能性能，制备了高性能柔性膨胀蛭石和膨胀蛭石保温节能材料。通过采用电加热、微波加热、化学法和微波化学法制备膨胀蛭石，研究了不同条件下膨胀蛭石膨胀倍数、质量和堆积密度的变化，得出了最佳工艺参数，并讨论了不同膨胀方法的优势和不足；采用机械搅拌法对膨胀蛭石样品进行处理，首次利用筛去率的大小判定其脆性的高低，探讨了不同膨胀方法和不同工艺条件对膨胀蛭石脆性的影响，获得了制备高性能柔性膨胀蛭石的工艺条件。利用石膏、水泥和磷酸盐等无机胶凝材料制备了膨胀蛭石节能材料，对所制备的节能型材进行了导热系数、强度等性能测试，探讨了制备膨胀蛭石节能材料的最佳工艺条件。
　　 研究结果表明，相对电加热，微波法制备的膨胀蛭石具有高膨胀率和脆性低的特点。采用微波功率为800W，加热60s后可以达到4.54倍的膨胀倍数，同时制备的膨胀蛭石筛去率比电加热低，具有较高的柔韧性；膨胀蛭石的筛去率随着温度的升高、微波功率的增大和加热时间的增长而增大，脆性也相对增大；微波化学法制备膨胀蛭石不仅可以使蛭石达到更犬的膨胀倍数，而且膨胀蛭石具有较低的脆性。原因在于双氧水分子进入蛭石层间，微波作用过程中蛭石层间水和双氧水分子迅速分解在蛭石层间产生更大的压力，使蛭石产生更高的膨胀倍数，同时双氧水的加入可以降低膨胀蛭石的脆性。通过实验获得了制备高性能柔性膨胀蛭石的最佳工艺条件为：30％浓度双氧水浸泡蛭石12h，微波功率800w、加热时间90s;成功制备了膨胀蛭石保温节能材料，当膨胀蛭石/石膏、水泥和磷酸盐质量比分别为0.5、0.6和2.5时，制备的节能材料在导热系数、强度等性能达到其最优值。

目录

文摘

英文文摘

1 绪论

1.1 国内外研究现状

1.1.1 膨胀蛭石制备的研究现状

1.1.2 膨胀蛭石保温材料制备的研究现状

1.1.3 存在的问题

1.2 选题的依据及意义

1.3 主要研究内容及成果

1.4 主要创新点

1.5 主要工作量

2 尉犁工业蛭石样品的矿物学研究

2.1 引言

2.1.1 蛭石的一般矿物学特征

2.1.2 样品描述

2.2 化学成分分析

2.2.1 实验与结果

2.2.2 样品的成分特征

2.3 X射线衍射分析

2.3.1 实验与结果

2.3.2 结果分析

2.4 热分析(TG-DTA)

2.4.1 实验与结果

2.4.2 结果分析

2.5 本章小结

3 膨胀蛭石制备的实验研究

3.1 引言

3.2 热膨胀法制备膨胀蛭石

3.2.1 实验原料与仪器

3.2.2 实验步骤

3.2.3 实验结果

3.3 微波法制备膨胀蛭石

3.3.1 实验原料与仪器

3.3.2 实验步骤

3.3.3 实验结果

3.4 静态化学法制备膨胀蛭石

3.4.1 实验步骤

3.4.2 实验结果

3.5 微波化学法制备膨胀蛭石

3.5.1 实验步骤

3.5.2 实验结果

3.5.3 双氧水浸泡时间对蛭石膨胀倍数的影响

3.5.4 双氧水固液比对蛭石膨胀倍数的影响

3.5.5 双氧水膨胀机理分析

3.6 不同膨胀方法对比及优缺点

3.7 膨胀蛭石结构分析

3.8 本章小节

4 膨胀蛭石柔脆性分析

4.1 引言

4.2 实验原理

4.3 电加热法制备膨胀蛭石的柔脆性分析

4.3.1 实验原料与仪器

4.3.2 实验步骤

4.3.3 实验结果

4.3.4 温度高于1000℃膨胀蛭石的脆性变化

4.4 微波法制备膨胀蛭石的柔脆性分析

4.4.1 实验原料与仪器

4.4.2 实验步骤

4.4.3 实验结果

4.5 微波化学法制备膨胀蛭石柔脆性分析

4.5.1 实验原料与仪器

4.5.2 实验步骤

4.5.3 样品筛去率与双氧水浸泡时间的关系

4.6 化学法制备膨胀蛭石柔脆性分析

4.6.1 实验步骤

4.6.2 实验结果

4.7 不同膨胀方法制备膨胀蛭石的柔脆性对比

4.7.1 电加热与微波加热制备膨胀蛭石柔脆性对比

4.7.2 微波法与微波化学法制备膨胀蛭石的柔脆性对比

4.7.3 微波化学法与化学法制备膨胀蛭石的柔脆性对比

4.7.4 高性能柔性膨胀蛭石的最佳工艺条件

4.8 本章小结

5 膨胀蛭石节能保温材料的制备与研究

5.1 实验试块规格及性能测试

5.1.1 实验所用试块制备

5.1.2 性能测试方法与仪器

5.2 膨胀蛭石/石膏节能保温材料的制备与研究

5.2.1 实验原料与仪器

5.2.2 最佳水固比的确定

5.2.3 骨料比例对节能材料性能的影响

5.2.4 制备的膨胀蛭石/石膏的保温节能型材

5.3 膨胀蛭石/水泥节能保温材料的制备与研究

5.3.1 实验原料与仪器

5.3.2 骨料比例对节能材料性能的影响

5.3.3 制备的膨胀蛭石/水泥保温节能型材

5.4 膨胀蛭石/磷酸盐节能保温材料的制备与研究

5.4.1 磷酸盐无机胶的制备

5.4.2 单因素最佳固化温度的确定

5.4.3 最佳骨料比例的确定

5.4.3 制备的膨胀蛭石/磷酸盐保温节能型材

5.5 本章小结

致谢

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文及研究成果