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作为一种新型的材料体系,微孔材料具有比表面积大、相对密度小、渗透性好等优点,目前已广泛应用于过滤分离、催化材料、生物工程等领域。微孔材料制备领域的加工成型方法及理论创新,是加快微孔材料工业化发展进程的根本驱动力。 本研究基于多孔硅胶颗粒为骨架基体,分别选用聚丙烯(PP)和高密度聚乙烯(HDPE)作粘结剂,固体石蜡为润滑剂,采用“挤出成型法”制备具有特定形状的微孔材料。试验系统考察了加工温度、螺杆转速、粘结剂种类、硅胶粒度及配比等参数对微孔材料制备的影响。采用BET测定成型材料的孔结构及特性。试验结果表明,粘结剂包覆多孔颗粒,导致多孔骨架基材的比表面积降低,孔径分布不均。 本文为克服上述缺陷,引入“颗粒堆积理论”,选用M-1-1、M-1-2与M-2微孔颗粒为骨架基体,PP为粘结剂,掺加细颗粒活性炭和固体石蜡作为填充剂和致孔剂,采用单螺杆挤出机制备PP/M微孔材料。通过光学显微镜观察微孔材料内部骨架颗粒的堆积构造,采用BET测定微孔材料的孔结构及特性,用万能试验机测试具有特定形状的微孔材料的强度指标,考察了活性炭的粒度和配比对微孔材料加工性能、孔结构以及机械性能的影响。 研究结果表明,本文制备出的PP/M微孔材料内部骨架颗粒堆积致密。PP粘结剂的性能优于HDPE,颗粒骨架基材加入细颗粒的活性炭能够改善微孔材料的微观结构、机械性能和加工性能。PP/M-1-1、PP/M-1-2、PP/M-2微孔材料的较优配方为:活性炭粒度为CA-3,活性炭含量分别为17.4%、14.3%和20.0%,其对应的比表面积分别为42.993m2/g、28.763m2/g和43.122m2/g。