论文部分内容阅读
建筑工地、道路、裸露土地、露天料场、矿场、码头等区域产生的开放性尘源是城市扬尘的一个重要来源,这类开放性尘源难以监管,严重影响了城市空气质量。本论文通过半连续法结合预乳化工艺,合成了玉米秸秆基新型固沙抑尘剂,该固沙抑尘剂在缓解水土流失、改善荒漠化地区土壤环境、控制城市开放性尘源扩散等方面有良好的效果。合成实验选取丙烯酸丁酯(BA)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)为软硬单体,丙烯酰胺(AM)为功能单体,十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和OP-10为复配乳化剂,过硫酸铵(APS)为水溶性引发剂,与碱处理后的玉米秸秆接枝共聚,合成了初产品。实际使用时使用水稀释至指定固含量即成固沙抑尘剂。本论文主要研究内容及结果:1.合成实验部分及结果:研究了单体配比、功能单体用量、复配乳化剂内比和总用量、引发剂用量、处理后的碱玉米秸秆用量、反应温度对聚合物性质的影响,以黏度、压缩强度、出料产品外观、出料产品气味、乳液稳定性、成膜状态作为评价标准,确定最优合成工艺条件为:共聚单体质量比mBA:wMMA=7:3,AM、复配乳化剂(乳化剂内比MSDBS:mop-10=7:3)、过硫酸铵、处理后的碱玉米秸秆用量分别为2%、5%、0.6%、5%(百分数均为表示该物质占混合单体的质量分数),反应温度75℃。在设计的合成工艺流程下反应稳定进行,出料产品性状良好。2.性质表征及结果:采用固含量、黏度、红外光谱(FTIR)、高效液相色谱(HPLC)、X-射线粉末衍射(XRD)、热重-差热(TG-DTA)、透射电子显微镜(TEM)的实验结果对固沙抑尘剂进行性质表征。结果表明天然玉米秸秆经碱处理后结晶度由13.37%提高至66.78%,丙烯酰胺完全反应,处理后的碱玉米秸秆与单体接枝成功,固含量为44.04%,乳胶粒粒径基本一致,分散性良好,312.3℃以下稳定不分解。3.应用性测试及结果:采用扫描电子显微镜(SEM)、压缩强度、吸水性、保水性、抗冻融性、抗风蚀性、抗水蚀性、降解性的实验结果对固沙抑尘剂的应用性进行评价。结果表明固沙抑尘剂填充并附着在沙粒之间,使沙粒紧密联结为一体,形成固结层,具有良好的亲水保水性,具有韧性,可利用自身的形变缓冲外界施加的压力,风蚀、水蚀、冻融、降解实验证明固沙抑尘剂有优良的应用性,并可以降解。综上所述,本文所研究的玉米秸秆基新型固沙抑尘剂合成工艺简单高效,原材料价廉易得,产品性状稳定,应用性良好。其中玉米秸秆的使用是废物的再利用,实现了“以废治污”,从两方面分别达到环境保护的目的,具有广阔的应用前景。