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基于生物质粘结剂的树脂矿物复合材料性能研究认领

作者：

王京

学位授予单位：

中原工学院

摘要：

铸铁材料作为机床床身的常用材料,其性能已经被发挥到了极致,且制造过程对环境污染严重,不符合可持续发展理念。树脂矿物复合材料在机床床身部件中具备一定优势,如抗振性强、热稳定性高等,受到国内外研究者的重视。提出将生物质粘结剂代替环氧树脂应用于树脂矿物复合材料中,以践行绿色环保的理念;采用颗粒增强物质等体积代替部分集料的方式来提高树脂矿物复合材料的性能。本文主要从以下几个方面对树脂基矿物复合材料进行研究。以环氧大豆油、苹果酸、单宁酸、无水乙醇为原料,制备生物质粘结剂,生物质粘结剂所用原料质量比为,环氧大豆油:单宁酸:苹果酸=1:0.4:0.5,单宁酸与无水乙醇溶液配置的单宁酸溶液为0.2 g/ml,可作为树脂矿物复合材料的树脂系统,通过对其固化性能及黏度的研究,得到制备树脂基复合材料的生物质粘结剂的最佳固化方式:180℃加热6 h。以环氧树脂E51、593固化剂、活性稀释剂AGE为原料,研究树脂矿物复合材料粘结剂系统。通过测量活性稀释剂加入环氧树脂后粘度的变化,确定粘结剂系统中稀释剂的加入量的取值范围。再通过其取值范围研究粘结剂的固化过程,确定初固时间与粘结剂系统的关系,活性稀释剂、固化剂用量对固化体系的影响。并寻找粘结剂系统的最佳配比。以最佳配比制备素树脂矿物复合材料,并测量其性能。得到粘结剂最佳配比为,环氧树脂E51:593固化剂:活性稀释剂AGE=100:34:20。将废弃的资源聚丙烯颗粒、钥匙粉末铜粉作为增强物质以等体积替换的方式添加到树脂矿物复合材料中,探究增强物质等体积替换对复合材料性能的影响、添加方式不同对复合材料性能的影响。结果表明:采用等体积替换的方式添加增强物质时,在其制备工艺不变的情况下,添加增强物质复合材料密度与素树脂矿物复合材料密度的大小关系取决于增强物质的密度与骨料密度的大小。对于增强物质复合材料,其吸水率依赖于增强颗粒自身的性质,即随增强颗粒亲水性的增大而增大。采用等体积替换方式加入增强物质,只改变复合材料的组分,并没有改变其内部结构。

摘要译文

关键词：

树脂矿物复合材料; 环氧树脂; 生物质粘结剂; 等体积替换; 增强颗粒

学位年度：

2024

学位类型：

硕士

学科专业：

机械（专业学位）

导师：

乔雪涛袁勇超

中图分类号：

TB332[非金属复合材料⑨]

学科分类号：

080501[材料学];080505[复合材料];080509[能源材料]

D O I：

10.27774/d.cnki.gzygx.2024.000379