探析地聚物基泡沫材料制备及其发泡工艺研究

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1、广西大学硕士学位论文地聚物基泡沫材料制备及其发泡工艺研究姓名：唐洁申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：崔学民20090702地聚物基泡沫材料制备及其发泡工艺研究摘要本文以地质聚合反应为反应机理，采用发泡工艺制备了有一定抗压强度的轻质地聚物基泡沫材料。本文主要讨论了以硅铝物质为原料的粉体加入量、水玻璃模数和掺水量对发泡工艺的影响，并通过XRD、IR、SEM等现代测试技术研究了影响成型的工艺因素、坯体的显微结构及其性能之间的关系，并初步研究了降低泡沫材料的泛碱问题。首先利用酸浸法制备了高Si／

2、A1L匕的粉体，并以此为原料制备高Si／AI比的泡沫材料，最后讨论了酸浓度和浸取时间对铝浸出率的影响。实验表明：较佳的浸出酸浓度和时间为t10mol／L、12h，浸出率可达到96％左右。通过对前期探索和深化，本课题以偏高岭土、烧粘土为原料、工业水玻璃为碱激发剂在较低温度下(150oC)，采用发泡工艺制备了性能较优的以地质聚合物为骨架的泡沫材料。按照国标对样品进行各项性能测试，其结果表明：粘土泡沫材料的抗压强度2．68～8．26lVIPa、显气孔率34．64~41．74％、容重0．60～1．01g

3、／cm3；偏高岭土泡沫材料抗压强度0．48~2．461V[Pa、显气孔率35．27～56．90％、容重0．41～O．81g／em3。对不同条件下泡沫材料进行从宏观、微观结构分析，可知其性能与气孔结构、大小、均匀程度有很大关系。水玻璃做碱激发剂制备的泡沫材料露天放置一段时间会泛碱，认为其原因是由于过多的引入了Na+，要消除泛碱，必须减少Na+的引入或者固定更多的Na+。硫酸改性后的水玻璃制备的泡沫材料，其泛碱程度大大降低。通过微观结构分析，可以了解由于硫酸参与了形成更庞大而牢固的网状结构，因而提高

4、了其对Na+的物理固封程度。关键词：发泡泡沫材料地质聚合物粘土偏高岭土浸取泛碱IISTUDYONTHEPREPARATIONOFGEOPOI．，YN匝R．BASEDFOAM脚EIUALANDITSFOAM【NGPROCESSABSTRACTInthispaperlightgeopolymer-basedfoammaterialwithcertaincompressivestrengthhavebeenpreparedbyreactionmechanismofgeopolymerization．T

5、hisarticlehasmainlydiscussedtheeffectsofcontentofSi／A1，glasswatermodulesandwatercontentonthefoamingprocess．Theinfluencingfactorstoformingprocessandtherelationshipbetweenmicrostructureofgreenbodiesandtheirpropertieshavealsobeeninvestigatedwithscanning

6、electronmicroscope(SEM)technique．Meanwhile，wepreliminarilystudyontheproblemoffoammaterialstodecreasetheircrystallinebloom．UsingacidleachingmethodwepreparedhighSi／AIrawmaterials，andhighSi／Alfoammaterialsarealsoobtained．Theeffectsofacidconcentrationand

7、acidleachingtimeontheleachingrateofaluminumarediscussed．Theexperimentalresultsshowthatthebetterconcentrationandtimeare10mol／L，12hrespectively，andtheleachingrateofAluminumCallbeupto96％．Thisexperimentpreparebetterperformancefoammaterialswithskeletonfor

8、geopolymerusingmetakaolinandclayasrawmaterialsandwaterglassasalkali—activatorunderlowertemperature(150。C)．TheexperimentalresultsshowthatcompressiveStrength，apparentporosityandbulkdensityofclayfoammaterialsare2．68-8．261VIPa，34．64~41．74％and0．60-1．01egc