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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源： 1．沈陽化工大學應用化學學院 2．東北大學材料與冶金學院		點擊數：	更新時間： 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．沈陽化工大學應用化學學院，遼寧沈陽 110142
2．東北大學材料與冶金學院，遼寧沈陽 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，制得一種強度達到34 MPa的高爐渣墻體
磚，且高爐渣摻量達75％以上?？疾炝嘶?、助劑、成型壓力和成型時間等因素對高爐渣墻體磚性能的影響，結果表明，制得的高爐
渣墻體磚各項性能均滿足GB／T 2542-2003要求。
關鍵詞：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：TU522．1 文獻標識碼：B 文章編號：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年以來已累積5000多萬t，不僅占
用耕地，而且要耗費大量人力、物力，更為嚴重的是高爐渣經
雨水淋洗，廢渣中的一些有害物質隨雨水進入土壤或水源，對
周圍的環(huán)境造成嚴重污染。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，
用攀鋼高爐渣生產建筑材料是國內科研人員研究的熱點【1 。
廢聚苯乙烯泡沫塑料(PSF)因其耐老化和抗腐蝕等特點
而不易被降解，因此，對環(huán)境造成嚴重的“白色污染’,I81。所以
PSF的回收利用成為近年來人們一直關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溶劑中 ，再添加輔助試劑用于生產
膠粘劑或各種涂料，由于溶劑使用量大，導致生產成本偏高而
基金項目：國家自然科學基金重點項目(50234040)；
遼寧省教育科 ‘十一五”規(guī)劃立項課題高校精品課程建
設的理論與實踐研究(JGo9DB1 12)
收稿日期：2012"01—12
作者簡介：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合成研究。地址：沈陽經濟技術
開發(fā)區(qū)11號街，沈陽化工大學有機化學教研室，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，卻帶來了有機溶
劑所導致新的(或潛在的)、更嚴重的污染【l1]。以無毒、相容!眭
好的烯類單體代替有機溶劑溶解廢聚苯乙烯泡沫并進行改性
制備聚苯乙烯乳液膠粘劑，既解決了“白色污染”所帶來的環(huán)
境問題，又消除了有機溶劑的二次污染，工藝操作簡單，利于
工業(yè)化生產。
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，其外觀質量、強度、體積密度、吸水率和干燥收縮性能
等指標均滿足GB／F2542-2003砌墻磚實驗方 的基本要求。
1 實驗
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、過硫酸銨、助劑，均為分
析純，國藥集團化學試劑有限公司；高爐渣：四川攀枝花鋼鐵
公司的水淬高爐渣，細度，質量系數1．02，堿度系數帆=0．68，
活性系數眠=0．83，屬酸性高爐渣，活性很低，其化學組成見
表1。
表1 攀鋼高爐渣的化學組成 ％
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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倍水稀釋過的引發(fā)劑，在反應后期再補加
少量的引發(fā)劑以聚合未反應的殘留單體，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試結果見表2。
表2 聚合物乳液的綜合性能
柃測項¨ 試驗方法 測試結果
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型數字顯示旋轉粘度計
參照GB／T 7123．2—20O2 ≥360 d
WQL(LKY一2)型微顆粒測定儀 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試
將計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，存一定壓力下經油壓成型機成型，自然
養(yǎng)護一定時間，即得高爐渣墻體磚，測試其強度。高爐渣墻體
磚試樣性能按GB／T 2542-2003《砌墻磚試驗方法》規(guī)定的試
驗方法進行。
2 結果與討論
2．1 改性廢聚苯乙烯乳液用量對高爐渣磚抗壓強
度的影響
保持高爐渣用量75％，助劑用量15％／I

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