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改性廢聚苯乙烯乳液制備高爐渣墻體磚的工藝研究

文檔作者：孔祥文樊曉東隋智通涂贛峰文檔來(lái)源： 1．沈陽(yáng)化工大學(xué)應(yīng)用化學(xué)學(xué)院 2．東北大學(xué)材料與冶金學(xué)院		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年03月05日
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改性廢聚苯乙烯乳液制備
高爐渣I嗇儺磚硇工藝研究
孔祥文 樊曉東 隋智通 涂贛峰
(1．沈陽(yáng)化工大學(xué)應(yīng)用化學(xué)學(xué)院，遼寧沈陽(yáng) 110142
2．東北大學(xué)材料與冶金學(xué)院，遼寧沈陽(yáng) 110006)
摘要：以攀鋼高爐渣為骨料，醋酸乙烯酯改性廢聚苯乙烯泡沫制得的乳液為基料，制得一種強(qiáng)度達(dá)到34 MPa的高爐渣墻體
磚，且高爐渣摻量達(dá)75％以上?？疾炝嘶?、助劑、成型壓力和成型時(shí)間等因素對(duì)高爐渣墻體磚性能的影響，結(jié)果表明，制得的高爐
渣墻體磚各項(xiàng)性能均滿足GB／T 2542-2003要求。
關(guān)鍵詞：高爐渣；墻體磚；廢聚苯乙烯；改性；醋酸乙烯酯：工藝
中圖分類號(hào)：TU522．1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1001—702X(2012)06—0027—03
Preparation of slag wall brick from modified waste polystyrene emulsion
KONG Xiangwen ，F(xiàn)AN Xiaodong ，SUI Zhitonf，TU Ganfe
(1．Dept．of Applied Chemistry，Shenyang University of Chemical Technology，Shenyang 1 10142，Liaoning，China
2．Dept．of Materials and Metallurgy ，Northeastern University，Shenyang 1 10006，Liaoning，China)
0 前言
攀鋼高爐渣自1970年以來(lái)已累積5000多萬(wàn)t，不僅占
用耕地，而且要耗費(fèi)大量人力、物力，更為嚴(yán)重的是高爐渣經(jīng)
雨水淋洗，廢渣中的一些有害物質(zhì)隨雨水進(jìn)入土壤或水源，對(duì)
周圍的環(huán)境造成嚴(yán)重污染。因此，開發(fā)與利用攀鋼高爐渣，特
別是尋找攀鋼高爐渣大宗利用的途徑，已迫在眉睫。近幾年，
用攀鋼高爐渣生產(chǎn)建筑材料是國(guó)內(nèi)科研人員研究的熱點(diǎn)【1 。
廢聚苯乙烯泡沫塑料(PSF)因其耐老化和抗腐蝕等特點(diǎn)
而不易被降解，因此，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的“白色污染’,I81。所以
PSF的回收利用成為近年來(lái)人們一直關(guān)注和不斷探討研究的
重要課題。傳統(tǒng)的回收利用PSF方法是將其直接溶解在烷
烴、芳烴或鹵代烴等有機(jī)溶劑中 ，再添加輔助試劑用于生產(chǎn)
膠粘劑或各種涂料，由于溶劑使用量大，導(dǎo)致生產(chǎn)成本偏高而
基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目(50234040)；
遼寧省教育科 ‘十一五”規(guī)劃立項(xiàng)課題高校精品課程建
設(shè)的理論與實(shí)踐研究(JGo9DB1 12)
收稿日期：2012"01—12
作者簡(jiǎn)介：孔祥文，男，1962年生，江西九江人，博士，教授，主要從事
材料物化、二次資源綜合利用及有機(jī)合成研究。地址：沈陽(yáng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)
開發(fā)區(qū)11號(hào)街，沈陽(yáng)化工大學(xué)有機(jī)化學(xué)教研室，E—mail：kxwwz12168
@yahoo．con．Crl。
不便工業(yè)推廣口01，而且，雖減少了一種污染，卻帶來(lái)了有機(jī)溶
劑所導(dǎo)致新的(或潛在的)、更嚴(yán)重的污染【l1]。以無(wú)毒、相容!眭
好的烯類單體代替有機(jī)溶劑溶解廢聚苯乙烯泡沫并進(jìn)行改性
制備聚苯乙烯乳液膠粘劑，既解決了“白色污染”所帶來(lái)的環(huán)
境問(wèn)題，又消除了有機(jī)溶劑的二次污染，工藝操作簡(jiǎn)單，利于
工業(yè)化生產(chǎn)。
以醋酸乙烯酯為溶劑溶解廢聚苯乙烯泡沫塑料制備改性
聚苯乙烯乳液，并以攀鋼高爐渣為集料，制備一種新型高爐渣
墻體磚，其外觀質(zhì)量、強(qiáng)度、體積密度、吸水率和干燥收縮性能
等指標(biāo)均滿足GB／F2542-2003砌墻磚實(shí)驗(yàn)方 的基本要求。
1 實(shí)驗(yàn)
1．1 原材料
廢聚苯乙烯泡沫塑料、醋酸乙烯酯、聚乙烯醇(1750+
50)，OP一10(10％)、十二烷基硫酸鈉、過(guò)硫酸銨、助劑，均為分
析純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；高爐渣：四川攀枝花鋼鐵
公司的水淬高爐渣，細(xì)度，質(zhì)量系數(shù)1．02，堿度系數(shù)帆=0．68，
活性系數(shù)眠=0．83，屬酸性高爐渣，活性很低，其化學(xué)組成見
表1。
表1 攀鋼高爐渣的化學(xué)組成 ％
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孔祥丈，等：改性廢聚苯乙烯乳液制備高爐渣墻體磚的工藝研究
1．2 改性廢聚苯乙烯乳液的制備
將一定量的聚乙烯醇和水于90～95 qC下攪拌1 h左右，
待聚乙烯醇充分溶解后，降溫，加入一定配比的陰離子和非離
予乳化劑，得到澄清的膠液即為水相；將醋酸乙烯酯和廢聚苯
乙烯泡沫在室溫下攪拌溶解后，加入適量的增塑劑和非離子
乳化劑即為油相；將油相緩慢地加入水相中，在75 下攪拌
25 rain，滴加用l0倍水稀釋過(guò)的引發(fā)劑，在反應(yīng)后期再補(bǔ)加
少量的引發(fā)劑以聚合未反應(yīng)的殘留單體，將其冷卻至室溫出
料，即得醋酸乙烯酯改性廢聚苯乙烯乳液。制備的醋酸乙烯酯
改性廢聚苯乙烯乳液性能測(cè)試結(jié)果見表2。
表2 聚合物乳液的綜合性能
柃測(cè)項(xiàng)¨ 試驗(yàn)方法 測(cè)試結(jié)果
固含量／％
黏度(25+0．5)oC
／mPa·s
貯存穩(wěn)定 i"lJ,l
粒徑／ n1
耐水lrf
參照GB／Y 2793一l995 29～3 1
參照GB／T 2794 1995，
NDJ一8S型數(shù)字顯示旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)
參照GB／T 7123．2—20O2 ≥360 d
WQL(LKY一2)型微顆粒測(cè)定儀 3．50-5．80
參 ss ，
『 燥后浸水 24 h(25 ℃水) ‘
1-3 高爐渣墻體磚的制備及性能測(cè)試
將計(jì)量的醋酸乙烯酯改性廢聚苯乙烯乳液，高爐渣，適量
的助劑和水混合均勻，存一定壓力下經(jīng)油壓成型機(jī)成型，自然
養(yǎng)護(hù)一定時(shí)間，即得高爐渣墻體磚，測(cè)試其強(qiáng)度。高爐渣墻體
磚試樣性能按GB／T 2542-2003《砌墻磚試驗(yàn)方法》規(guī)定的試
驗(yàn)方法進(jìn)行。
2 結(jié)果與討論
2．1 改性廢聚苯乙烯乳液用量對(duì)高爐渣磚抗壓強(qiáng)
度的影響
保持高爐渣用量75％，助劑用量15％／I

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