硼泥在PVC材料中應用的可行性研究

摘 要:通過實驗制備了硼泥填充PVC制品，并與輕質碳酸鈣填充PVC制品進行比較。探討了硼泥填充聚氯乙烯(PVC)樹脂的可行性。試驗結果表明:硼泥填充PVC復合材料的力學性能與輕質碳酸鈣填充PVC相近，并具有一定的耐水性，所以硼泥可以部分替代輕質碳酸鈣作為PVC的填充料以降低制品的成本。

關鍵詞:聚氯乙烯填充料硼泥輕質碳酸鈣材料性能

中圖分類號:TU5文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)08(a)-0027-01

硼泥是利用硼鎂(鐵)礦生產硼砂后排出的工業廢渣。在我國，除青海、西藏等地有高品位硼礦外，絕大多數加工硼砂的企業利用的是東北地區的低品位硼礦。一般情況下，生產1t硼砂要產生3～4t硼泥，全國每年產出硼泥近百萬噸[1]，占用大量耕地并造成環境污染，因此科學地利用硼泥具有重要的社會意義和經濟價值。近十年國內一些單位和部門在硼泥利用方面作了一些工作，但是還遠未達到普遍應用推廣的程度。

PVC是目前工業中應用最廣泛的塑料。若以硼泥代替部分輕質碳酸鈣作PVC填充料，并保持材料的原有性能，則將減少硼泥對環境的危害，變廢為寶，還能相應降低其制品的成本，非常有意義。

1實驗

1.1 實驗原料與儀器設備

原料:PVC樹脂(SG-5)、輕質碳酸鈣、硼泥(寬甸工業廢棄物，使用前需干燥、粉碎、過篩、再干燥)。

實驗用儀器與設備:高速混合機、高速萬能粉碎機、開放式塑煉機、平板硫化機、微機控制電子萬能試驗機、沖擊試驗機

1.2 工藝流程

測試用PVC樣品制備是通過將堿性硼泥粉碎、烘干，然后將物料烘干，按配方配料。主要工藝流程:配料→高速混合→塑煉機塑化→壓片→性能測試

1.3 PVC樣品的實驗配方(如表1)

1.4 樣品性能測試

拉伸:根據《GB1040—79塑料拉伸實驗方法》對試樣施加靜態拉伸負荷，測定樣品的拉伸強度。

沖擊:根據《GB16420—1996塑料沖擊性能小試樣實驗方法》測定樣品的沖擊強度。

耐水性:根據《GB\\T11547—1989塑料耐液體化學藥品(包括水)性能測定方法》測定樣品的耐水性能。

2結果與討論

2.1 硼泥填充PVC與輕質碳酸鈣填充PVC力學性能的比較

(1)拉伸性能

由圖1可見，輕質碳酸鈣填充PVC復合材料拉伸強度隨著輕質碳酸鈣添量的增加而增加，當輕質碳酸鈣填充份數為50份時，拉伸強度達到最大值，繼續增加輕質碳酸鈣填充份數，拉伸強度顯著降低。硼泥填充PVC復合材料有相同的變化趨勢，且硼泥填充PVC拉伸強度略低于輕質碳酸鈣填充PVC的拉伸強度。

(2)沖擊性能

由圖2可以看出，硼泥填充PVC復合材料沖擊強度隨著硼泥添量的增加而增加，當硼泥填充份數為50份時，沖擊強度達到最大值，繼續增加硼泥填充份數，沖擊強度顯著降低。輕質碳酸鈣/PVC復合材料有相同的變化趨勢。顯而易見，適量的硼泥對PVC具有一定的增韌作用。但填充50份硼泥所得制品的沖擊強度低于填充50份輕質碳酸鈣所得制品。

2.2 硼泥填充PVC耐水性能

取不同份數硼泥填充的PVC樣品在室

溫下浸泡在蒸餾水中，一周后取出自然干燥。觀察其外觀形態，并以分析天平測其前后重量的變化。實驗結果(如表2)。

試驗結果表明:各種填充份數的硼泥填充PVC樣品，其外觀及重量未發生改變，證明硼泥填充PVC材料的耐水性較好。

3結論

硼泥填充PVC制成的硬制品在力學性能上與輕質碳酸鈣填充PVC制品相近;硼泥填充PVC復合材料有一定的耐水性能;硼泥可以替代輕質碳酸鈣填充PVC制備有色的塑料制品。

參考文獻

[1] 工學院學報，2004，24(4):46～48.

[2]陳德龍，周虹，周國文，等．硼泥在混合砂漿中的應用[J]．沈陽建筑工程學院學報，1996，12(3):325～329.

[3]R Boncukcuoglu，M M Kocakerim，H Ersahan．Technical Note Upgrading of the Reactor W aste Obtained During Borax Production from Tincal[J]．Minerals Engineering，1999，12(10):1275～1280.