提釩尾渣填料的制備及其在聚丙烯中的應(yīng)用.pdf

1、隨著我國頁巖釩行業(yè)的發(fā)展，釩尾渣的產(chǎn)生量巨大。釩尾渣中仍含有許多重金屬元素，大量堆積或填埋不僅占用土地，還可能對環(huán)境造成二次污染。經(jīng)過細(xì)磨、焙燒及酸浸提釩后的釩尾渣粒度較細(xì)，礦物結(jié)構(gòu)被有效破壞，且含有大量石英、石膏，可將其加工制備聚合物填料，以拓寬填料的來源，降低聚合物生產(chǎn)成本，同時使釩尾渣得到無害化綜合利用。本研究以釩頁巖提釩酸浸渣為原料，在對其特性分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行改性研究，確定將其制備聚合物填料的工藝。
　　本研究首先考察了釩

2、尾渣超細(xì)加工和表面改性工藝，得到適用于聚丙烯的釩尾渣填料。然后對填充釩尾渣的聚丙烯復(fù)合材料力學(xué)性能及微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，探究釩尾渣及偶聯(lián)劑改性對聚丙烯基體的影響機(jī)理，并討論聚丙烯對釩尾渣中重金屬的固化作用。得到主要結(jié)論如下:
　　(1)釩尾渣主要化學(xué)成分為SiO2和CaO，粒度較細(xì)，礦物結(jié)構(gòu)被破壞，顆粒表面粗糙且含大量羥基，反應(yīng)活性較高，熱穩(wěn)定性好，適合作為聚合物填料。
　　(2)釩尾渣濕法超細(xì)加工適合的助磨劑為焦磷酸鈉，其用

3、量為1.8wt％，釩尾渣粉磨產(chǎn)品達(dá)到相同粒級所需時間較未添加助磨劑縮短約20min。采用鋁酸酯DL-411對釩尾渣改性效果較好，最佳工藝參數(shù)為:DL-411用量為1.2wt％，改性溫度為100℃，改性釩尾渣活性指數(shù)和吸油值分別為95.53％、30.76g/100g。
　　(3)采用粒度為D90=12.64μm的改性釩尾渣，填充量為20phr，制備的復(fù)合材料力學(xué)性能最優(yōu)，其拉伸強(qiáng)度、抗彎曲強(qiáng)度和彎曲模量分別為:50.66MPa、57

4、.23MPa、1706.92MPa，相比純PP材料分別提高了:16.25％、22.58％、46.63％，僅抗沖擊強(qiáng)度降低了1.39％，為41.78kJ/m2。釩尾渣能減緩PP的氧化和分解，提高復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性。復(fù)合材料中的PP基體將釩尾渣顆粒包裹，使重金屬更難被浸出而得到有效地固化
　　(4)釩尾渣對聚丙烯具有異相成核作用，偶聯(lián)劑改性能增強(qiáng)成核作用。釩尾渣顆粒通過與PP基體與發(fā)生界面脫粘，使局部點先屈服而提高復(fù)合材料力學(xué)性能;但