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北方民族大學郭生偉團隊《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噸煤就會產(chǎn)生1粉煤灰,我國粉煤灰年產(chǎn)6億多噸且呈逐年遞增趨勢,大量粉煤灰無法利用,只能堆存或填埋,目前已累計堆存30億噸。堆存的粉煤灰不僅占用耕地,還會污染大氣和土壤、淤塞河流,從而危害人體和生物。如何對粉煤灰進行大宗消納及高附加值利用是亟待解決的問題。鑒于此,北方民族大學郭生偉團隊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,在實現(xiàn)粉煤灰大宗消納及高值化利用的同時減少了碳酸鈣資源的消耗,進一步助力實現(xiàn)“雙碳”戰(zhàn)略目標。


  研究人員通過優(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合材料力學性能劣化問題。組合料經(jīng)螺桿擠出冷卻定型、牽引、切割為標準副框材料、地板型材等多種建筑裝修材料。研發(fā)的粉煤灰混料過程中原位改性新工藝,解決了粉煤灰利用過程中因多次加工處理帶來的粉塵污染問題。以產(chǎn)能0.8萬噸的生產(chǎn)線計算,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)濟和社會效益顯著。


 1CFA/PVC戶外地板制備流程圖


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


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


  該技術目前已實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn),相關研究成果以標題為“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家自然科學基金、寧夏自然科學基金、寧夏重點研發(fā)計劃項目和中央高;究蒲袠I(yè)務費的支持。


  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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(責任編輯:xu)
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