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北方民族大學(xué)郭生偉團(tuán)隊(duì)《J. Mater. Res. Technol.》:用于新型PVC建材的粉煤灰大宗高值利用
2023-02-26  來(lái)源:高分子科技

  粉煤灰(CFA)是從煤燃燒的煙氣中收集獲得的細(xì)小飛灰和爐渣,是燃煤電廠排出的主要固體廢棄物。據(jù)估算,每消耗2噸煤就會(huì)產(chǎn)生1粉煤灰,我國(guó)粉煤灰年產(chǎn)6億多噸且呈逐年遞增趨勢(shì),大量粉煤灰無(wú)法利用,只能堆存或填埋,目前已累計(jì)堆存30億噸。堆存的粉煤灰不僅占用耕地,還會(huì)污染大氣和土壤、淤塞河流,從而危害人體和生物。如何對(duì)粉煤灰進(jìn)行大宗消納及高附加值利用是亟待解決的問(wèn)題。鑒于此,北方民族大學(xué)郭生偉團(tuán)隊(duì)以粉煤灰替代碳酸鈣,研發(fā)面向大宗消納粉煤灰的新型建材生產(chǎn)工藝,在實(shí)現(xiàn)粉煤灰大宗消納及高值化利用的同時(shí)減少了碳酸鈣資源的消耗,進(jìn)一步助力實(shí)現(xiàn)“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)。


  研究人員通過(guò)優(yōu)選改性劑,研發(fā)了粉煤灰新型建材組合料配方,解決了因粉煤灰加入引起的聚合物基復(fù)合材料力學(xué)性能劣化問(wèn)題。組合料經(jīng)螺桿擠出冷卻定型、牽引、切割為標(biāo)準(zhǔn)副框材料、地板型材等多種建筑裝修材料。研發(fā)的粉煤灰混料過(guò)程中原位改性新工藝,解決了粉煤灰利用過(guò)程中因多次加工處理帶來(lái)的粉塵污染問(wèn)題。以產(chǎn)能0.8萬(wàn)噸的生產(chǎn)線計(jì)算,可年消耗粉煤灰約5000噸,減少碳酸鈣使用約5000噸,節(jié)約成本500萬(wàn)元,所生產(chǎn)的CFA/PVC新型建材,每噸節(jié)約成本約800~1200元,經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益顯著。


 1CFA/PVC戶外地板制備流程圖


 2:不同填充量CFA/PVC復(fù)合材料的(a)彎曲強(qiáng)度和彎曲模量;(b)沖擊強(qiáng)度;(c)硬度(HRR)和(d)拉伸強(qiáng)度


3填充80份粉煤灰的CFA/PVC復(fù)合材料改性前(a)、后(b~c)的光學(xué)照片及SEM照片(d為填充80份未改性粉煤灰,e~i分別對(duì)應(yīng)填充120份、160份、200份、230份和300份改性粉煤灰)


  該技術(shù)目前已實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn),相關(guān)研究成果以標(biāo)題為“Value-added utilization of coal fly ash in polymeric composite decking boards發(fā)表在《Journal of Materials Research and Technology》上。該研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、寧夏自然科學(xué)基金、寧夏重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目和中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)的支持。


  論文鏈接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2238785423002624?via%3Dihub

  下載:Value-added utilization of coal fly ash in polymeric composite decking boards

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