PP纤维砼（精选3篇）
PP纤维砼 篇1
渠道防渗是提高水的利用率的一项重要措施。渠道防渗措施种类很多, 根据白城市镇赉县白沙滩灌区渠道特点, 在续建配套与节水改造中采用了现浇PP纤维混凝土板块防渗措施。混凝土衬砌防渗的主要优点有:防渗效果好, 渠道水利用系数可达0.95以上;耐久性好, 使用寿命长;抗冲能力强, 允许流速大;糙率小, 能够缩小渠道断面;强度高, 便于养护管理, 减少管理费用。
1. 工程概况
白沙滩灌区兴建于1972年, 1974年灌区开始灌溉, 经过多年建设改造, 现已初具规模。工程主要有渠首泵站工程、灌区渠系灌排工程及田间工程。
根据白沙滩灌区地质勘察结果表明:表层土壤薄, 一般为20~60cm, 下层为细砂层, 渗透系数大, 总干渠、干渠及支渠部分渠段为半挖半填渠道, 并通过砂层地段, 渗水严重。现渠系水利用系数低, 为0.53左右, 灌溉水利用系数仅为0.5, 因此不能实现计划用水和节约用水, 水资源不能合理利用, 限制了灌区发展。
本次设计对白沙滩灌区二干渠进行防渗衬砌。二干渠渠底堤身岩性为低液限黏土, 渗透系数为1.0×10-2cm/s属中等透水, 该段堤身、渠底需要采取防渗措施。
2. 工程设计
2.1 设计方案比较
根据当地的土质条件及气候特点, 做防渗方案的选择选取时, 拟定两种方案。一是砼板下设土工膜防渗、二是PP纤维砼板下设两布一膜方案。两种方案投资及防渗效果见表1。
通过以上方案比较, 砼板是在本地区普遍采用的防渗材料, 防渗效果明显, 但投资大。近几年, 经过大量的科学试验, 摸索出一套适合本地条件的防渗措施, 即pp纤维砼防渗, 在板下设两布一膜。此种防渗不但节省大量砼, 降低费用, 加入纤维后, 砼板的抗变形增强。白城市洮北一分干试验段, 经几年运行, 状况良好。
采用pp纤维混凝土板防渗, 其施工工艺简单、管理方便、耐久性好、可靠性好、投资合理、并有一定的成功经验。满足灌区防渗的要求。所以本次防渗衬砌方案选定为pp纤维砼板下铺设两布一膜 (400g/m2) 的防渗形式。
2.2 防渗工程设计
二干渠在历年节水续建配套工程中已进行部分渠道衬砌。二干渠堤坡部分为低液限黏土, 渗透系数为1.0×10-2 cm/s, 属中等透水。设计采用两布一膜防渗。渠底两布一膜上回填30cm土并夯实, 边坡采用6cm厚现浇PP纤维砼护砌。渠道的断面尺寸为, 内坡比1:2, 外坡比1:1.5;堤顶宽2m;渠底宽6m。坡顶压顶与坡底齿槽皆为现浇混凝土。PP纤维砼板块间设纵、横向分缝, 缝宽为2cm, 缝间嵌沥青木板。
3. 工程施工
6cm厚现浇PP纤维砼板块护坡施工方法与要求如下:
(1) 采用经防腐处理的木板进行分块, 几何尺寸为200cm×150cm×6cm;
(2) 混凝土性能指标为C 2 0、F 2 0 0;
(3) 施工要求:采用搅拌机拌和, 为达到要求的混凝土强度, 配制时可加适量的外加剂。
(4) 渠道衬砌工程施工前, 先清理修整渠底和边坡, 清除杂草, 按设计要求修整渠底和边坡。基面清理完毕后, 按设计边坡及比降支设模板, 模板采用宽度10cm的槽钢, 混凝土浇筑前, 先在原砌石表面铺一层厚度为1~2cm的水泥砂浆, 边坡与渠底的衬砌均采用平板振动器搪振捣, 振扳行距重叠5~10cm, 振捣边坡时, 采用单向上行振动, 靠近模板的边角部位辅以人工捣固。浇注完毕混凝土初凝后盖湿草帘养护, 养护期14~28天。
(5) 防渗膜铺设:防渗土工膜采用两布一膜, 铺设施工应遵循《堤防工程施工规范》 (SL—260—98) 要求, 并参照《水利水电工程土工合成材料应用技术规范》 (SL/T—225—98) 规定执行。渠底两布一膜铺设时, 必须将两布一膜伸入坡底齿槽底部, 与坡面的两布一膜搭接, 搭接长度为20cm。渠道边坡两布一膜防渗铺设时, 坡顶的两布一膜必须伸入坡顶压顶底部, 用于固定边坡上两布一膜;防渗土工膜铺设时应留有一定的宽松度, 以适应不均匀沉陷等变形要求。
(6) 防渗渠道上下游和土渠交界处, 应进行防冲淘、加固的工程处理。具体方法是, 在上下游与土坡交接处, 作宽25cm, 深40cm的混凝土防冲槽, 将两侧两布一膜铺入槽内固定。
4. 常见质量问题及原因分析
混凝土边坡和渠底的主要质量问题是混凝土表面的干缩裂缝, 原因是养护不当, 致使水分散失过快, 体积收缩, 引起混凝土开裂。
5. 质量控制的主要措施
5.1
水泥、砂子、碎石等原材料的质量必须符合设计和规范要求。施工前对水泥取样做物理性能试验, 对砂子、碎石做级配及配合比试验。
5.2
施工过程中, 使用材料的配合比随时抽检复查, 各种材料的称量偏差值水泥为±2.0%, 砂子、碎石为±3.0%。
5.3
施工中的各道工序, 严格检查验收, 以施工、监理、业主三方签字为准, 前一道工序末验收合格.不得进行下一道工序施工, 施工单位按监理要求对隐蔽工程适时进行报验。
5.4
边坡及渠底混凝土衬砌层厚度满足设计规定要求, 衬砌层厚度允许偏差≤±5%。
5.5
混凝土施工完成12~18h后及时养护, 以提高混凝土早期强度和最终强度, 减少表面水分蒸发与细微裂缝。
6. 结语
白沙滩灌区节水改造工程自2002年4月开工, 至今已完成7个年度投资计划, 工程效益已初步显现, 在工程施工期间, 穿插进行多次放水灌溉, 白沙滩灌区管理局对改造完成的二干渠17km进行了试验, 二干渠输水时间由改造前的3h缩短为1h, 干渠渠道水利用系数由改造前的0.62提高为0.96, 灌溉效率显著提高, 节水效果十分明显, 工程运行安全无任何质量事故。
摘要：现浇PP纤维砼渠道是白沙滩灌区节水改造中的主要防渗节水措施, 该技术和方法应用于大型灌区的节水改造中, 不仅安全可靠, 而且经济可行, 取得了令人满意的效果, 其作法可为类似灌区节水改造工程提供借鉴。
关键词：PP纤维砼,渠道防渗,灌区,节水改造
降解法生产纤维级PP树脂 篇2
中石化股份有限公司广州分公司聚丙烯 (PP) 二装置是采用日本三井油化专利技术的一液一气两釜的本体法工艺技术、钛系催化剂, 装置生产能力原设计为4万吨/年, 现扩能改造为7万吨/年, 只能生产均聚物牌号的PP树脂。按三井油化专利技术生产纤维级CS820是在聚合工段生产通用料F401为基础上采用助剂按比例混和后单独下料, 而固体DB-STB[1, 3-双 (叔-丁基过氧异丙基) 苯和聚丙烯粉末的混合物]主要是调整熔融指数需要单独下料。由于DB-STB的熔点为30℃左右, 容易因聚丙烯粉料温度高而粘在管壁, 生产的工艺参数由三井油化提供。在生产过程中因粘在管壁上的DB-STB累积到一定程度时掉落导致熔融指数波动大和工艺参数不合理而频繁引起缠刀停车或堵塞水箱, 需要很长时间清理水箱, 为了保证聚合工段装置继续运行而不得不包聚丙烯粉料, 严重影响装置负荷和经济效益。为了使装置效益最大化, 通过技术分析论证和为了降本增效, 确定了以PP通用树脂CF501为基础, 采用在装置造粒工段添加降解剂 (液体过氧化物) 代替DB-STB (进口) 的方法和优化工艺参数, 利用降解剂受热降解后可使PP分子链断裂、降低树脂重均分子量、提高树脂MFR的原理, 生产出MFR为24～26g/10min的纤维级专用树脂CS820。
1 降解原理
用降解法生产纤维级PP, 主要是在PP粉料树脂混炼造粒过程中添加定量降解剂, 使PP分子链断裂, 提高产品MFR。本工作使用的降解剂为引发剂A。降解原理为:
(1) 液体过氧化物在混炼机内受热分解产生过氧化物自由基;
(2) 过氧化物自由基攻击PP分子链上的叔碳原子, 夺走上面的氢原子, 产生PP自由基分子链;
(3) PP自由基分子链叔碳原子在位发生断裂, 使长分子链断裂为短分子链; (4) 液体过氧化物完全耗尽, 不再产生过氧化物自由基, 降级结束。随着PP分子链的断裂, 重均分子量降低, MFR提高[1,2]。
2 CS820的生产设计
2.1 原料
丙稀, 聚合级, 纯度为不小于99.6%;氢气, 纯度为不小于99.5%, 均为中石化股份有限公司广州分公司生产。液体过氧化物引发剂A, 微黄色透明液体, 化学名称:二叔丁基过氧化物/过氧化二叔丁基, 分子式为C8H18O2, 分子量:146.22;含量:≥98.5% , 比重 (20/4℃) :0.795～0.7995 , 熔点:40℃ , 沸点:111℃, 折光率 (20℃) :1.388～1.390 , 理论活性氧含量:10.94% , 活化能:146.95kJ/mol;半衰期分解温度:193℃ (1分钟) , 149℃ (1小时) , 126℃ (10小时) , 兰州助剂厂生产。助剂A、B均为市售。
2.2 技术指标控制
纤维级PP专用树脂CS820是根据用户需要开发生产的, 纤维制品强度高。该产品技术指标控制为24～26g/10min, 等规指数不小于96.0%, 拉伸屈服应力不小于31MPa。产品MFR的控制分两方面: (1) 基础树脂 (CF501) MFR的控制。通过调节聚合氢气加入量的方法[3], 氢气加入量与CF501正常生产时相同。 (2) 纤维级PP树脂 (CS820) MFR的控制。在基础树脂CF501混炼造粒过程中加入引发剂A的方法, 即利用降解法生产。
3 生产过程及控制
3.1 聚合工段
以生产CF501 (MFR为3.2～4.6g/10min) 粉料为基础进行专用树脂CS820的生产, 不仅生产过程控制方便, 而且可以保证降解后产品的相对分子质量大小适合, 保证最终树脂的力学性能。按照生产CF501的各项控制指标进行操作, 聚合工段不发生变化, 操作和控制简便易行。
3.2 添加剂的配制
(1) 按规定配方, 将助剂A、B、C按比例加入添加剂罐Z509中, 启动混合程序, 混合时间为30分钟, 混合后下至使用罐TK502内备用。
(2) 按有关安全规定操作, 将引发剂A加入引发剂罐 (D503) 内和加至规定液位, 并用氮气微正压保护, 避免引发剂A挥发。
3.3 造粒工段
根据引发剂A特性, 注入引发剂A前同步降低筒体温度和齿轮泵、模板的加热蒸汽压力, 并降低颗粒水温度和增大槽隙。达到转产条件时, 在生产CF501基础上启动降解剂注入泵, 将引发剂A注入筒体第一段, 缓慢调整冲程, 注意筛网前后压差变化, 保证熔融物料压力缓慢下降, 避免快速下降而导致缠刀停车现象。造粒系统运行参数见表1。
注:造粒的齿轮泵和模板是蒸汽加热的, 通过调整压力控制温度。
3.4 引发剂A加入量的控制
目标产品要求在24～26g/10min, 考虑到产品用于生产纤维制品, 因此要求产品的相对分子质量分布大小略窄。过多加入引发剂A会造成降解严重, 使产品的相对分子质量过小, 产品性能差;而过少加入引发剂A会导致产品MFR低, 产品不合格。因此, 控制好引发剂A注入泵的注入量是生产中的关键。
由表2可见, 随着引发剂A加入量的增加, 筛网前后压力 (P531、P532) 逐渐减小, 齿轮泵转速也缓慢降低, 主要是MFR逐渐增大时导致树脂的流动性更好。这是由于引发剂A增加导致PP重均分子量下降, 但数均分子量变化不大, 因而相对分子质量分布变窄, 从而熔体流动性增大和黏度降低, 剪切速率对黏度的感性下降, 确保了PP产品在高速纤维挤出时生产稳定, 纤维制品力学性能好。
注:筛网所用目数为200目。
实际生产中控制引发剂A的加入量约为23.35kg/h, 以保证产品的MFR为25g/10min左右;每次转产时间基本上控制在30分钟左右, 过渡料大约为4吨左右。
4 产品性能及加工使用情况
4.1 产品性能
从表3看出, 生产的CS820产品的各项指标达到国家产品标准指标。
4.2 加工使用情况
由广东省佛山市稳德福无纺布有限公司对生产的CS820进行试用, 在使用的过程中没有出现异常情况, 布面没发现有并丝、断丝、破洞之类的现象, 从表4 (使用企业实验室的检测结果) 看出, CS820力学性能好, 满足该公司企业标准。
从广东省开平华达士制布实业有限公司提供使用CS820制品性能检测结果看 (表5) , CS820完全可以代替进口料, 满足企业标准。
5 结 论
(1) 采用引发剂A降解法生产纤维级PP树脂CS820, 性能达到国家产品标准指标, 纤维制品的各项性能也符合技术指标要求。
(2) 采用引发剂A降解法生产纤维级PP树脂CS820, 生产过程容易操作和控制, 连续运行时间超过7天。
(3) 采用引发剂A降解法生产纤维级PP树脂CS820, 大幅度降低聚丙烯粉料的包装量和单耗。
摘要：通过调节液体过氧化物 (引发剂A) 加入量控制聚丙烯产品的熔体流动速率 (MFR) , 生产出MFR为2426g/10min的纤维级专用树脂CS820, 产品灰分小于0.03%、拉伸屈服应力不小于31MPa, 清洁度不大于4。经应用产品加工性能、纤维制品力学性能好, 满足质量标准。
关键词：聚丙烯,降解法,液体过氧化物,纤维级,树脂
参考文献
[1]厉雷, 左逢兴, 戈新生, 等.塑料技术手册[M].北京:化学工业出版社出版, 1996:50-55.
[2]向小刚, 胡红村.化学降解法生产聚丙烯专用料的研究[J].湖北化工, 2003 (2) :33-34.
PP纤维砼 篇3
关键词：聚丙烯,聚乙烯蜡,吸附倍率,苯系物
在运输和储存过程中苯系物的泄漏时有发生,目前人们对于泄漏于地面和水面的苯系物常用一般熔喷法制备的PP纤维材料对泄漏的苯系物进行吸附[1,2],但用一般熔喷法制备的PP纤维材料吸附苯系物的倍率较低,残留地面的苯系物最终部分留在水中,工业生产过程中苯系物也经常泄漏于工业过程的水中。苯系物具有特殊的化学结构及潜在的致癌性,因此,存在于水中的苯系物将对生态环境造成长期而严重的影响。实际上,水中的苯系物往往以分散,乳化和溶解形式存在[3],用一般熔喷法制备的PP纤维材料对水中苯系物吸附效果很差。所以,开发高倍率吸附苯系物和高效率吸附水中苯系物的吸附材料成为热点。
本研究通过PP与PEW共混改性的方法,将含有大量非晶态的PEW均匀混合于PP树脂中,再纺丝成PP共混PEW纤维吸附材料,在一定的纺丝工艺下,考察了PEW用量对孔隙率的影响,进而对纯苯系物(苯、甲苯、二甲苯),水面苯系物,水中苯系物吸附倍率的影响。
1 实验部分
1.1 主要原料及设备
PP熔喷专用料(MFR=1500g/10min),上海伊士通新材料有限公司;PEW,建德市华辰化工有限公司;苯、甲苯、二甲苯均为市售;双螺杆挤出机(TE-20型(φ=20mm,L/D=36)),江苏科亚集团;熔喷纤维试验机,自购;油浓度分析仪(ET1200),上海欧陆科仪有限公司。
1.2 PP/PEW纤维的制备
将一定配比的PP、PEW及助剂抗氧剂4010预先混合均匀,通过双螺杆挤出机进行挤出,双螺杆一区、二区、三区和机头的温度为160~170℃。挤出熔体经牵引、水冷、切粒、干燥后得预共混粒料;将共混粒料加入熔喷纺丝机,设定并调整熔喷纺丝机的螺杆温度、热空气温度、螺杆转速、计量泵转速和接收距离等工艺参数,得PP共混PEW纤维吸附材料。
1.3 PP/PEW纤维孔隙率测定[4]
裁取一定面积S,厚度h的均匀共混纤维材料,称重W0,浸入溶剂正丁醇中2h,吸取纤维表面的溶剂,称重W,孔隙率ε=[(W-W0)/ρ醇]/(S·h)×100%。
1.4 PP/PEW纤维对苯系物的吸附
1.4.1 纯苯系物的吸附倍率测定
称取2g左右PP/PEW纤维吸附材料,称重W0,将其浸入在室温下的苯系物中10min,采用吊角法将其取出,自然垂滴30s,待表面苯系物沥尽后,称重W1。纯苯系物的吸附倍率Q1(g/g)=(W1-W0)/W0。
1.4.2 水面、水中苯系物吸附倍率的测定
称取2g左右PP/PEW纤维吸附材料,称重W2,配置一定量苯系物的水,搅拌1h,静止2h,使水面漂浮苯系物的厚度约2mm左右,以此水面作吸附面,吸附10min取出并置于索式提取器中,以四氯化碳作为提取溶剂,提取3h,用四氯化碳定容至200mL,按油浓度分析仪ET1200的要求步骤测定提取液中的苯系物浓度C,水面苯系物的吸附倍率Q2(g/g)=C×200/W2。
测试完成后,去除水表面残留苯系物,称取2g左右PP/PEW纤维吸附材料,称重W3,置于环形金属双层网格的夹层,使PP/PEW纤维样品浸没水面之下,低速搅拌,充分接触悬浮、乳化和溶解的苯系物,吸附60min取出,水中苯系物吸附倍率Q3(g/g)=C×200/W3。
2 结果与讨论
2.1 不同配比PP/PEW对纤维孔隙率的影响
PP/PEW纤维的孔隙率同样跟纺丝机热空气温度、接收距离等工艺条件有关,在一定的纺丝工艺条件下,PEW含量对PP/PEW纤维孔隙率的影响如图1。
由图1可知,随着PP中PEW含量的增加,PP/PEW纤维孔隙率增加。因为加入PEW后,在纺丝过程中物料的熔体粘度下降,流动性提高,形成的丝条直径较小,并丝的概率小,从而测得的孔隙率也变大。另外,出现了孔隙率大于100%的现象,这是因为干态下测定样品的厚度与吸附正丁醇后(湿态)的厚度不同,湿态时,样品的毛细孔充分胀开,湿态体积大于干态体积,因此孔隙率大于100%。
2.2 不同配比PP/PEW纤维对纯苯系物的吸附倍率的影响
图2是不同PEW含量的PP/PEW纤维在吸附10min时对纯苯系物吸附倍率的影响。
由图2可见,PP/PEW纤维对苯系物的吸附倍率随着PEW含量的增加先增大后减小,一方面,由于PEW的非晶态部分表面能低,在熔融喷丝过程中容易会迁移到PP纤维表面[5],增强了与苯系物吸附的范德华作用力;另一方面,由于PEW与PP之间的相容性差别而使纤维表面微孔增多,孔隙率增大,进一步改善PP纤维材料对苯系物的吸附。但是孔隙直径不能大,太大的孔径的孔隙渗透压低,吸附苯系物倍率减少。图2中,相同PEW含量时,PP/PEW纤维对苯、甲苯、二甲苯的吸附倍率依次降低,这是因为苯、甲苯、二甲苯的表面张力依次增大,表面能也依次增大,因此表面能较低的PP/PEW表面更易被低表面能的苯所浸润,吸附倍率最大,但彼此差别相差不大。在PEW含量为PP的10%时,PP/PEW纤维对苯、甲苯、二甲苯的吸附倍率最大,分别为19.9g/g,19.4g/g,19.0g/g,比未加PEW的PP纤维分别增加31.8%,36.6%,41.8%。
2.3 不同配比PP/PEW纤维对水面苯系物的吸附倍率的影响
图3是不同PEW含量的PP/PEW纤维在吸附10min时对水面苯系物吸附倍率的影响。
如图3所示,PP/PEW纤维对水面苯系物的吸附倍率随着PEW含量的增加变化规律与吸附纯苯系物相似,但同样PEW含量下吸附倍率较吸附纯苯系物小,这主要是PP/PEW纤维密度介于水与苯系物之间(ρpp:0.91g/cm3;ρPEW:0.96g/cm3;ρ苯系物:0.86~0.88g/cm3)[6],吸附水面苯系物的同时,PP/PEW纤维材料表面与水接触,不可避免吸附少量的水于孔隙中,阻挡了一部分苯系物通过渗透作用进入纤维内部,从而吸附倍率较吸附纯苯系物有一定下降,同样地,在PEW含量为PP的10%时,PP/PEW纤维对苯、甲苯、二甲苯的吸附倍率最大,分别为16.6g/g,15.7g/g,15.3g/g,比未加PEW的PP纤维分别增加33.3%,40.2%,39.1%。
2.4 不同配比PP/PEW纤维对水中苯系物的吸附倍率的影响
图4是不同PEW含量的PP/PEW纤维在吸附60min时对水中苯系物吸附倍率的影响。
如图4所示,随着PP中PEW含量的增加,PP/PEW纤维对水中苯系物的吸附倍率迅速增大而后趋于缓和。因PP纤维疏水,使得其对水中的溶解度较小苯系物吸附倍率很低,。而PEW的加入,增加了熔体纺丝时的流动性,纤维的直径变细,比表面积增大,迁移到表面的PEW对水中苯系物吸附起到确定性作用,由图4 可知,在PEW含量为PP的12.5%时,吸附倍率并没有因为孔隙率太大的缘故而下降,所以在不影响纺丝的条件下,可适当增加PEW的含量。此时对苯、甲苯、二甲苯的吸附倍率分别为0.458g/g,0.442g/g,0.439g/g,是PP纤维吸附苯系物吸附倍率的3倍左右,大幅度提升了纤维对水中苯系物的吸附倍率。
3 结论