井盖用再生树脂基复合材料的制备及性能研究

论文摘要

再生树脂基复合材料井盖具有轻质高强、优异的抗疲劳性能、破损安全性、成型简单、车碾噪音低、耐化学腐蚀性好、耐酸碱性好和外表美观等优点。其综合性能及经济指标已经超越铸铁井盖,而且还可以解决铸铁井盖被盗的问题,目前在国内外已经有很多城市用其替代铸铁井盖。再生树脂基复合材料井盖的主要原料为废塑料以及粉煤灰,这不仅可以大量的减少废塑料对环境的污染,同时还能降低资源的消耗,具有重要的经济和社会价值。目前再生树脂基复合材料井盖遇到的最大的问题是,承载力还有待提高,改性后的产品可以扩大其应用领域。本文模拟工厂的生产工艺流程,首先将各种原料混合均匀以后,然后放入挤出机中熔融混合,挤出机温度和转速因基体不同而不同,最后冷压成型。本文主要对短切玻璃纤维、短切玄武岩纤维以及有机纤维分别增强聚乙烯基体和废塑料基体进行了研究,并使用灼烧法分析表征了产品中纤维的长度。本文还研究了粉煤灰和交联剂对产品性能的影响。分别使用了三点弯曲测试和扫描电镜对产品的性能进行了表征。结果表明:以纯低密度聚乙烯为基体时,短切玻璃纤维、短切玄武岩纤维以及有机纤维均能提高产品性能。经过偶联剂的处理,纤维与基体的结合性较好。短切玻璃纤维和短切玄武岩纤维在挤出机中混合时,由于剪切作用使纤维的长度明显下降。分析表明,产品中纤维的长度主要集中在0.5mm到1.75mm之间,玻璃纤维的磨损要比玄武岩纤维严重。使用玻纤母料可以有效减少玻璃纤维在挤出机中的磨损。粉煤灰和交联剂同样也能提高产品的性能。以废塑料为基体时,主要使用了短切玻璃纤维、短切玄武岩纤维、粉煤灰和交联剂。使用纤维、粉煤灰和交联剂同时增强废塑料能明显提高产品的性能,脆断后产品截面的微观结构表明,相比聚乙烯基体,废塑料与纤维的结合性有待提高。各种填料的最佳含量分别为:粉煤灰为20%,纤维为5%,交联剂为2%,此时产品性能提高的幅度最大。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的目的和意义
• 1.2 再生树脂基复合材料井盖的发展概况
• 1.3 再生树脂基复合材料井盖填料的简介
• 1.3.1 粉煤灰
• 1.3.2 短切玻璃纤维
• 1.3.3 玄武岩纤维
• 1.3.4 交联剂
• 1.4 本文主要研究内容
• 第2章 实验部分
• 2.1 实验原材料和仪器设备
• 2.2 工厂成型井盖工艺
• 2.3 实验室成型井盖工艺
• 2.3.1 成型工艺
• 2.3.2 成型工艺参数
• 2.4 性能测试
• 2.4.1 三点弯曲性能测试
• 2.4.2 纤维长度的检测
• 2.4.3 扫描电子显微镜测试
• 2.4.4 拉伸强度测试
• 第3章 实验结果与讨论
• 3.1 工厂实验结果分析
• 3.2 产品加工工艺的研究
• 3.3 不同纤维增强聚乙烯弯曲性能的分析
• 3.3.1 短切玻璃纤维增强产品的弯曲性能分析
• 3.3.2 有机纤维增强聚乙烯弯曲性能的分析
• 3.3.3 短切玄武岩纤维增强聚乙烯弯曲性能的分析
• 3.4 经过挤出成型产品中纤维长度的表征
• 3.5 粉煤灰和交联剂增强聚乙烯产品弯曲性能的分析
• 3.5.1 粉煤灰增强产品弯曲性能的分析
• 3.5.2 使用交联剂产品弯曲性能的分析
• 3.6 废塑料为基体产品的弯曲性能分析
• 结论
• 参考文献
• 致谢