采矿工程毕业论文范文

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一、文献综述

就聚合物而言，聚丙烯树脂是一种用途广泛的通用高分子材料。具有良好的耐热性，耐化学药品性，物理机械特性，成型加工性及密度小等优点。特别是由于其价格低廉，及近年来随着其合成技术，化学，物理改性技术的不断提高，聚丙烯在建筑，电子电气机械，汽车等工业上的使用量不断增加。

但由于聚丙烯的表面加工特性进行改良。如：(1)采用聚丙烯和其他极性单体共聚合，在聚丙烯中添加无机物或其他高分子材料进行复合，共混等;(2)在涂料中添加氯化聚丙烯而改变涂料对聚丙烯的粘着强度等;(3)对聚丙烯表面进行处理，如化学药品处理(如硫酸—重铬酸混液处理)，电晕处理，极性单体的表面接枝处理，火焰处理，紫外线处理，等离子处理等.其中(1)法将引起聚丙烯物性的改变，(2)法只限于特殊的情况下有效，而(3)的表面处理的方法可以不改变聚丙烯本体材料的性质，被认为是最重要和最普遍的方法。

但这些方法在工业化进程中，还存在诸如成本，技术，设备，环境对策等问题。例如，目前被认为最先进的等离子法虽然可在聚丙烯表面简单地导如极性官能团，有效地改良聚丙烯的表面涂装性，却因其设备投资巨大且处理腔容量有限等原因，其工业化受到了很大限制。

与上述表面处理方法相比，臭氧氧化法由于具有臭氧的制取方法简单，氧化能力较强(可以在常温常压下使聚丙烯的固体表面发生氧化)，使用后的臭氧可简单地通过加热的方法还原为氧气，其本身不产生任何环境污染，臭氧发生器一般价格低廉。且不需要特殊的设备投资等特点，因而更具特色，此种利用臭氧氧化法对聚合物表面进行改性也就引起了人们的关注。于建等采用臭氧氧化法在常温常压下对聚丙烯均聚物(JHH_G)，乙烯—丙烯嵌段共聚物(BJH_G,乙烯的含量9.0%)及乙烯—丙烯无规共聚物(GFL_G,乙烯含量3.0%)进行了表面处理，取得了良好效果。

在改善聚合物表面性能方面,臭氧氧化和紫外线处理都起到了很大的作用.

1.1臭氧氧化和紫外线照射处理方面的应用

1.1.1臭氧在炭黑氧化上的应用

炭黑气相氧化是臭氧氧化的典型代表。它是代替液相(如硝酸等)氧化处理的

最有效的方法之一，同时以减少了硝酸等对环境造成的污染。臭氧是一种极强的氧化剂，常用于色素炭黑的后处理，以改善其在基料中的性能。用臭氧氧化炭黑时会导致炭黑的结构降低，所酸含量大大增加，挥发分显著提高。氧化后的炭黑在涂料和油墨中的性能，如粘度、分散性、流动度等均得到改善，制成漆膜的光泽度提高，黑度增加。

其生产工艺流程是：首先是将空气由气泵输送，依次经过列管空气干燥器、小瓷条填料、硅胶填料、石棉空气过滤器，达到除尘机干燥的目的。为收到良好的干燥效果，工艺中由氨压缩机制造冷冻盐水,用冷冻盐水冷却空气,再供臭氧发生器使用.经过处理的空气,在臭氧发生器中的高压电作用下,氧结合成臭氧.然后在臭氧反应器中,臭氧与碳黑充分混合,使臭氧分子附着在碳黑粒子的表面形成臭氧碳黑,使碳黑表面改性,以提高碳黑的流动性,黑度等.

臭氧技术的现状与发展趋势:

臭氧技术的发展已有一百多年的历史,随着科学技术的发展,与臭氧发生器相关的电源,介电体材料,气源制备与控制检测等方面的技术都有了很大进步,有效地提高了臭氧的产率,降低了能耗,改善了运行条件.

臭氧技术的发展及产品开发应用是保护环境,改善人民生活质量的重要手段之一,环境保护是我国的基本国策.我们要用科学的态度和方法,努力学习并大力宣传臭氧知识,积极推广应用臭氧技术成果,为我国的环保工作作出贡献.

1.1.2紫外线辐照氧化技术的发展

聚烯烃经紫外线辐照后能够在其分子链上引入各种极性基团己经为众多的实验结果所证实，但该方法存在效率低下的缺陷，反应时间通常以小时计，难以实现工业化。研究表明，在紫外线存在下，空气中的氧气受激发形成臭氧然后又离解形成活性极大的原子氧，能够以多种方式与树脂表面发生反应。因此臭氧在反应过程中起着很大的作用。

Strobel比较了几种针对PP和PET的气相改性方法，发现在同样反应时间下，聚合物经紫外线加臭氧的辐照氧化程度远大于单纯紫外线辐照氧化程度。并且在PP和PET之间比较时发现，在单纯臭氧氧化条件下，PP的氧化程度大于PET，而在单纯紫外线辐照条件下，则PET的氧化程度大于PP。根据RanbyI和Ananl等人的研究表明，PET对紫外线有强烈的吸收，而PP则能透过多种波长的

紫外线。因此可以知道，相对与紫外线，PP等聚烯烃对臭氧的存在更敏感。本课题研究了在空气、氧气和臭氧气氛下的紫外线辐照HDPE，发现在臭氧气氛中，通过紫外辐照在HDPE分子链上引入含氧极性基团的速度是空气气氛中的100倍，大幅度缩短了紫外辐照时间，实现了HDPE的快速官能化。

臭氧氧化技术在塑料产业已经得到了充分的利用,但在橡胶方面还没有被很广泛研究与应用,通过臭氧氧化与紫外线对橡胶的性能影响实验的综合比较可知,臭氧氧化对橡胶性能的改良效果更加明显.

而要达到预期的效果,经常要经过对橡胶机械打磨,橡胶与金属的黏结和拉伸实验等环节来实现.现具体介绍如下：

1.2橡胶的品种

1.2.1三元乙丙橡胶(EPDM)

它是以乙烯.丙烯为主要原料,采用有机金属催化剂,在溶液中共聚而成的无定形橡胶.根据是否加入非共轭二烯类作为不饱和的第三单体,有可分为二元共聚物和三元共聚物两大类.在这类橡胶中,一般乙烯的含量约为40%-60%,其含量为两烯,第三单体含量为2%-5%.通常平均分子含量大于25万，且分布较宽,由于无定形排列的二烯,使聚乙烯结性晶性破坏,成为不规则共聚非结晶性的橡胶.二元乙丙橡胶由于在分子键上无双键,成为饱和化合物;三元乙丙橡胶虽有双键,但处于侧链上,与饱和状态无多大差别.因此,这类物质分子中无极性取代基,链节柔顺;抗氧.耐化学药品性和抗冲击性都好.为常用增韧剂,用在聚乙烯.聚丙烯等塑料中.1957年意大利开始了工业化生产.乙丙橡胶耐候性最好,使用温度达120℃.

1.2.2聚丁二烯橡胶(BR)

以丁二烯为原料,在不同的催化剂存在下,采用不同的聚合方法制得的一种通用型的橡胶.这类橡胶由于品种不同.结构不同,性能也不同.相对分子质量约为(3.7—3.8)万,分布较窄,分支也较小,TG为-105℃,一般用于聚烯烃的增韧,如聚乙烯中添加聚顺1,4-丁二烯后耐折皱性可提高7.6—11.5倍。

顺丁橡胶分子中的双键活性比天然胶低，故硫化反应速度慢，介于天然胶和丁苯胶之间，耐热耐老化性能优于天然橡胶。其结晶温度比天然胶低，拉伸结晶速度慢，故唇硫化胶强度低，必须用炭黑进行补强。BR的弹性和耐寒性优于天然