環(huán)保型聚丙烯腈酸銨水性粘結劑在摩托車缸體砂芯上的應用分析畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2025-08-23 08:16 本頁面
【文章內容簡介】 物的生長。HPAN除了具有保水保肥性能外，還能提高肥料效果等特點。③ 作為粘結劑HPAN是高分子電解質，溶液具有一定粘度，它可代替骨膠、聚醋酸乙烯乳液、阿拉伯膠等作為粘合劑使用。HPAN初粘結力大，可作為速貼商標膠。④ 油田化學領域在石油鉆探中，HPAN作為鉆井液降濾試劑、降粘劑、頁巖穩(wěn)定劑等已被廣泛應用[11]。水解聚丙烯腈鈉、水解聚丙烯腈鈣和水解聚丙烯腈銨是較為常用的鉆井液降濾試劑，水解聚丙烯腈銨還兼有降粘效果，是正電泥漿的稀釋劑。用KOH溶液水解腈綸廢料可制備HPAN鉀鹽降濾失頁巖穩(wěn)定劑。研究表明，腈綸廢料僅通過水解法制備鉆井液材料，產(chǎn)品性能還比較單一，不夠理想。中原油田鉆井泥漿技術研究所[12,13]將低分子量腈綸廢料水解、磺化交聯(lián)，再與脲酸樹脂、磺化褐煤縮聚制備的系列鉆井液降濾試劑具有較好的抗溫、抗鈣、抗鹽污染及降失水能力，可用于飽和鹽水鉆井液中或深井鉆探中。中南工業(yè)大學用腈綸廢料與不同分子量的聚丙烯酸胺共水解制備的水解雙聚銨鹽具有剪切稀釋作用強、抗溫、降濾失效果好等特點[14]。在HPAN銨鹽基礎上以過硫酸銨、焦亞硫酸鈉為引發(fā)劑接枝丙烯酸胺、丙烯酸鹽單體的多元共聚銨鹽鉆井液處理劑已有專利報道[15]。中原油田永HPAN與苯酚、甲醛、腐植酸鉀經(jīng)接枝縮聚、亞硫酸鹽磺化基化、重鉻酸鉀氧化整合制備了抗鹽鉆井液降濾試劑[16]。用HPAN與膨化淀粉、褐煤接枝共聚、交聯(lián)，制備的產(chǎn)物也具有較好的降濾失效果[17]。降PAN廢料經(jīng)堿法水解、氧化降解可制備鉆井液降粘劑，永HPAN氧化降解后的產(chǎn)物分別與木質素磺酸鹽、磺甲基腐植酸鈉縮聚交聯(lián)制得系列鉆井液用無鉻降粘劑[18]。在油井采油過程中，使用HPAN及交聯(lián)HPAN進行油井化學堵水和注水井調劑可使原油增產(chǎn)。我國漢江油田采用HPAN+CaCl2雙液法技術實驗，取得了令人滿意的堵水效果，但配方中由于使用了CaCl2，對油層傷害較大[19]；勝利油田研制的以苯酚、甲醛形成低聚合度的酚醛樹脂為交聯(lián)劑的HPAN凝膠堵水劑具有高溫成膠可控，耐高溫性能好，有效期長等特點[15]；大慶油田近年來開發(fā)了一種脫鹽HPAN低溫堵水劑，由脫鹽HPAN、甲醛、增強劑等組成。具有使用溫度低（35℃）。適宜溫度范圍寬（35～50℃），成膠強度大（）,不傷害地層等特點[20]。⑤ 制備高分子吸水樹脂腈綸廢料在堿性條件下水解后，再加入交聯(lián)劑，將所得交聯(lián)聚合物經(jīng)析出、烘干、粉碎、過篩，得高分子吸水樹脂。因高分子中腈基轉變成的羧酸基、酰胺基是親水性基團，故此吸水樹脂具有較高的吸水能力。研究表明：在腈綸廢料水解液中加入交聯(lián)劑甲醛，交聯(lián)腈綸廢料水解物制備的吸水樹脂可吸收蒸餾水500g/g、生理鹽水（%NaCl）60g/g[21]。李寅等用AlCl3作交聯(lián)劑制備了可吸收純水477g/g的吸水材料，但AlCl3作交聯(lián)劑，存在交聯(lián)速度過快、凝膠穩(wěn)定性差等不足。丁倫漢[22]將甘油環(huán)氧樹脂作為交聯(lián)劑，可較好解決這一問題，得到的吸水樹脂具有較高的吸水能力，其吸水率可達600～800g/g（純水），生理鹽水吸水率達90g/g左右。這種由腈綸廢料水解、再交聯(lián)制備得到的吸水樹脂性能優(yōu)良，成本比用丙烯酸、丙烯腈等單體聚合制備的吸水樹脂低。⑥ 用作涂料、顏料的分散劑40%的HPAN溶液用作水性涂料的潤濕分散劑，對鈦白粉、碳酸鈣、滑石粉和立德粉等具有良好的分散效果，%～%。HPAN作分散劑分散效果要好于焦炭酸鈉和六偏磷酸鈉。⑦ 制備印染助劑腈綸水解產(chǎn)物中非離子型極性基團CONH2具有很強的吸附染料顆粒的能力，離子型親水基團COO能結合自由水分子，使自由水含量降低，導致染料泳移發(fā)生困難。在腈綸水解產(chǎn)物中再加入某無機鹽電解質，該電解質能破壞染料顆粒分散保護，時染料顆粒產(chǎn)生輕度松散自聚。因此腈綸水解液使用于滌綸、滌棉、滌粘織物的熱熔染色，抗遷移效果好，使加工后織物勻染和增深效果明顯提高，能節(jié)分散染料、還原染料及硫化染料。將腈綸堿法水解得到的腈綸膠進行交聯(lián)處理，得到變性腈綸膠。腈綸膠和變性腈綸膠是活性染料的理想原料，完全可以代替海藻酸鈉。因其與活性染料反應性小，其給色量除少數(shù)染料外，均比海藻酸鈉高10%～15%，經(jīng)濟效益和社會效益特別顯著，尤其是變性腈綸膠[23]。4 實驗部分實驗設備：① WHF 5型實驗室磁力攪拌反應釜，WHF系列實驗室磁力攪拌反應釜主要技術參數(shù)指標項目 公稱容積L～ 1 2 3 510～30工作壓力 工作溫度 350℃加熱功率（KW） 1 2～3 2～36加熱方式 電、蒸汽、導熱油、遠外紅、水循環(huán)等。 攪拌轉速（r/min） 20～750 r/min 可調電機功率（W） 92 123 123 185 355550～750 主體材料選擇不銹鋼32304。316L等，鈦材，鎳材，鉛材，鉭材，哈氏合金，四氟襯里等。② SHN碾輪式混沙機③ SAC錘擊式機樣機一臺（配備有制作砂型模具），用于制作一定強度的砂型。主要技術參數(shù)如下：1）重錘重量…………………………6670177。10克 2）重錘下落高度……………………50177?！ ?）重錘沖擊次數(shù)……………………3次 4）施于試樣上的功…………………1公斤米（66703） 5）外形尺寸（長寬高）………205215580毫米 6）重 量……………………………25公斤④ SWY液壓強度萬能試驗機一臺，用于測定試樣的抗拉強度（本儀器抗壓強度范圍過小，不適合測量）。主要技術參數(shù)如下：1）活塞直徑………………………………∮2）活塞最大推力…………………………2400N3）手輪推進行程…………………………50mm4）低壓表（D）壓力范圍…………………0~5）高壓表（G）壓力范圍…………………0~⑤ 烘箱（50～300℃），用于熱烘焙硬化砂型。⑥ 其他如天平，臺秤等輔助設備試驗材料① 腈綸廢絲 為腈綸紡織廠的污染廢料，含少許油污，水分。絲量應約占90%。② 催化劑B，干性油脂，聚醚，多元醇，有機磷酸鹽等工業(yè)或化學試劑級助劑。根據(jù)孫殷安畢業(yè)論文得出的結論，確定選擇部分溶鹽B作為聚丙烯腈工業(yè)化生產(chǎn)的催化劑，擬制備數(shù)十公斤級別樣品送到工廠進行使用。大樣的配方及工藝如下：限于反應釜內腔容積僅6L，十分有限，故擬分若干次按相同配方及工藝制備水解液，最后混合勻化成一大樣。+8gB（其中4g先同酸溶解）+。水解溫度＞＝195℃，開動攪拌機時間選擇在保溫60分鐘后，其原因是過早開動攪拌會因未開始水解的纖維纏繞導致設備故障。第一鍋：先設定溫度193℃，℃，后設定為195℃，保溫1小時后開動攪拌，轉速200r﹒pm，得量≈，根據(jù)經(jīng)驗，含固量應在33%左右。第二鍋：℃，溫控狀況很好，保溫1小時后攪拌，所得物粘度和重量與第一鍋一致。第三鍋：，催化劑及水按比例增加（450g絲+），最高溫度為196℃，溫控狀態(tài)很好，當保溫1小時后開始攪拌。此鍋所得膠液放置過夜冷卻后，粘度比第一、二鍋略高。此說明，總體上溫度低12℃會使水解傾向大為減弱。第四鍋：++10g催化劑B（其中5g先酸溶），裝料依然方便，此鍋保溫195℃，其工藝規(guī)范同前，所得水解液粘度和第三鍋相近。此后的若干鍋均按第四鍋的操作進行，在經(jīng)過近半個月的艱苦制作過程后，共得到30kg混合大樣，%（120℃烘干），為方便起見將大樣稱之為基料。 配制適合生產(chǎn)應用的粘結劑并在生產(chǎn)中進行檢驗以30kg大樣為基礎，進行適合生產(chǎn)應用的粘結劑配方研究并進行生產(chǎn)中的檢驗。 粘結劑的配方試驗：根據(jù)資料和自己的摸索，直接把腈綸廢絲水解液用于生產(chǎn)中是不行的，會遇到砂流動性差，水份易揮發(fā)，耐烘性差，有時防潮性不足等問題，故需以水解液為基礎，加入適量的潤滑劑、增濕劑、耐烘助劑和交聯(lián)劑等。在生產(chǎn)中有較好的實用性的配方確定為：水解液基料+干性油（潤滑劑）+多元醇或糖（增
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