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硅酸铝纤维特性及其成纸性能的研究

作　者: 逄锦江
导　师: 赵传山
学　校: 山东轻工业学院
专　业: 制浆造纸工程
关键词: 硅酸铝纤维耐火保温填料抗张强度连续化
分类号: TS727
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

硅酸铝纤维是一种集传统绝热材料、耐火材料优良性能于一体的纤维状轻质耐火材料,其产品涉及各个领域,广泛应用于各工业部门,是提高工业窑炉,加热装置等热设备工作性能,实现结构轻型化和节能的技术材料,本文研究了硅酸铝纤维基本性能,并对其渣球的去除进行了探讨,针对硅酸铝纤维纸现存的问题,提出相应的解决方法,并对硅酸铝纤维作为造纸填料进行初步研究。于工厂中成功中试制备了硅酸铝纤维耐火保温板。1研究了硅酸铝纤维的物化性能,探讨了硅酸铝纤维作为填料的可能性,及硅酸铝纤维的分散性能。实验得出:硅酸铝纤维长度约在1406～2465μm范围内,硅酸铝纤维的电位为-27mV,溶液pH值在8～9之间。硅酸铝纤维耐酸碱、抗腐蚀,化学稳定性强;硅酸铝纤维作为填料,添加量控制在10%以内,基本能够达到强度要求,且强度指标基本上保持不变。添加硅酸铝纤维量为70%,热导率随着温度的升高而升高,300℃时热导率为0.167W/m·K,可作为功能性纸张;添加分散剂APAM,纸张外观平整。2针对硅酸铝纤维除渣问题,在BK3300高倍显微镜下,测得渣球粒径,经过数据处理之后得出,在53μm处正态分布的概率达80%,频率为57%,渣球粒径主要分布在53μm范围波动。不同渣球的含量对纸张的抗张强度、撕裂指数、匀度,导热率都有影响,当渣球含量≤5%时,抗张指数降低不明显,而撕裂指数反而有较大程度的降低;渣球含量从3%增至5%时,匀度指数从151%降至103%,降低约为31%。除渣后的硅酸铝纤维制品在800℃热导率为0.116 W/M·K。3针对硅酸铝纤维纸强度低的问题,可添加植物纤维、胶黏剂以及纤维改性来提高成纸强度,采用正交试验的方法探讨三因素的最佳用量,实验得出:植物纤维的添加量优于胶黏剂的用量和植物纤维的打浆度,最佳条件为植物纤维打浆度为47oSR,用量为60%,胶黏剂的用量为30%。经优化后,植物纤维用量可减少到30%。经酸、碱表面处理的硅酸铝纤维虽能提高纸张强度性能,但使用效果不显著。4采用实验室自制高温胶黏剂,胶液浓度为10%,循环时间为28h,成功制得硅酸铝纤维纸板,可在≤1200℃下使用,800℃下密度为285～290 kg/m~3纸板热导率为0.079 W/M·K。

全文目录

摘要  8-9
ABSTRACT  9-11
第1章绪论  11-19
  1.1 硅酸铝纤维国内外发展现状  11
  1.2 硅酸铝纤维的生产工艺  11-12
    1.2.1 电弧法喷吹成纤工艺  11-12
    1.2.2 电阻熔融成纤工艺  12
  1.3 硅酸铝纤维纸及纸板的生产工艺  12-15
    1.3.1 硅酸铝纤维与植物纤维的对比  12-13
    1.3.2 硅酸铝纤维纸的生产工艺  13-14
    1.3.3 硅酸铝纤维板的生产工艺  14-15
  1.4 矿物纤维及其在造纸中的应用  15-18
    1.4.1 常见的矿物纤维  15-16
    1.4.2 矿物纤维生产特种纸张  16
    1.4.3 矿物纤维作为造纸的填料  16-18
  1.5 论文的研究目的、意义和内容  18-19
    1.5.1 论文的目的及意义  18
    1.5.2 论文的内容  18-19
第2章硅酸铝纤维性能的研究  19-35
  2.1 前言  19-20
  2.2 实验部分  20-22
    2.2.1 实验原料及仪器  20
    2.2.2 实验方法  20-21
    2.2.3 硅酸铝纤维纸张抄造  21-22
    2.2.4 纸张灰分的测定方法  22
  2.3 结果与讨论  22-34
    2.3.1 硅酸铝纤维的表征  22-23
    2.3.2 硅酸铝纤维Zeta 电位的测定  23
    2.3.3 硅酸铝纤维抗腐蚀性  23-25
    2.3.4 硅酸铝纤维与造纸常用填料对比  25-26
    2.3.5 硅酸铝纤维作为填料对纸张物理性能的影响  26-31
    2.3.6 硅酸铝纤维的分散性能  31-34
  2.4 本章小结  34-35
第3章渣球对硅酸铝纤维纸张性能的影响  35-43
  3.1 前言  35-36
  3.2 实验部分  36-37
    3.2.1 实验原料与仪器  36
    3.2.2 实验方法  36
    3.2.3 实验样品检测  36-37
  3.3 结果与讨论  37-42
    3.3.1 渣球的形态分析  37-39
    3.3.2 渣球对硅酸铝纤维纸物理性能的影响  39-42
  3.4 本章小结  42-43
第4章对硅酸铝纤维成纸强度的研究  43-55
  4.1 前言  43-45
    4.1.1 胶黏剂的选择  43-44
    4.1.2 植物纤维配抄  44-45
    4.1.3 硅酸铝纤维表面处理  45
  4.2 实验部分  45-46
    4.2.1 原料与仪器  45
    4.2.2 实验方法  45-46
    4.2.3 纸页抄造工艺与检测  46
  4.3 结果与讨论  46-54
    4.3.1 常用胶黏剂的耐温性能检测  46-47
    4.3.2 胶黏剂的添加对硅酸铝纤维纸性能的影响  47-48
    4.3.3 植物纤维添加对纸张性能的影响  48-49
    4.3.4 提高硅酸铝纤维纸强度的探讨  49-52
    4.3.5 硅酸铝纤维表面处理  52-53
    4.3.6 硅酸铝纤维实验的优化  53
    4.3.7 硅酸铝纤维纸的热导率  53-54
  4.4 本章小结  54-55
第5章耐高温硅酸铝纤维板连续化生产中试  55-65
  5.1 前言  55-57
  5.2 实验部分  57
    5.2.1 实验原料与仪器  57
    5.2.2 实验方法  57
    5.2.3 实验样品检测  57
  5.3 结果与讨论  57-63
    5.3.1 实验室自制胶黏剂表征  57-58
    5.3.2 不同胶黏剂浓度对配比的稳定性能  58-59
    5.3.3 不同胶黏剂浓度对成板性能的影响  59
    5.3.4 循环时间对胶液浓度的影响  59-60
    5.3.5 循环时间对胶黏剂留着率密度的影响  60-62
    5.3.6 密度对热导率的影响  62-63
    5.3.7 硅酸铝纤维板应用  63
  5.4 本章小结  63-65
第6章全文总结  65-68
  6.1 全文总结  65-66
    6.1.1 硅酸铝纤维物理及化学性能的研究  65
    6.1.2 渣球对硅酸铝纤维纸性能的影响  65-66
    6.1.3 提高硅酸铝纤维纸强度的研究  66
    6.1.4 新型耐高温硅酸铝纤维板连续化生产中试  66
  6.2 本文的创新之处  66-67
  6.3 需进一步研究和改进的问题  67-68
参考文献  68-73
致谢  73-74
发表的学术论文题录  74

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