废弃pps-ptfe非织造布预浸料及复合材料开发

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1、废弃PPS-PTFE非织造布预浸料及复合材料开发摘要随着我国经济社会的快速发展以及对环保要求的提高，每年燃煤电厂需更换数量巨大的除尘滤袋。如何处理这些更换下来的废弃滤袋同样也成为了人们日益关注的环保问题。聚苯硫醚（PPS）和聚四氟乙烯（PTFE）复合非织造布是目前被广泛应用的一类重要滤袋材料。由于聚合物材料本身的特性，该类滤袋（以下简称氟醚滤袋）具有阻燃、耐高温、耐化学腐蚀等优异性能，但同时废弃的氟醚滤袋难以降解及分离提纯，处置不当易造成二次污染。本文研究旨在为废弃氟醚滤袋的回收再利用提出一种新途径，将清洗后的废弃氟醚滤袋与无卤阻燃型环氧树脂相结合，经优化工艺参数后，制备得到一种新型预

2、浸料。该预浸料可单独通过热压工艺制备层合板，还可以与碳纤预浸料、玻纤预浸料及芳纶蜂窝板结合制备覆面复合层合板及三明治夹芯板。借助多种测试手段，对上述层合板及夹芯板力学性能、热学性能及阻燃性能进行了系统表征，并在此基础上分析了材料在不同领域应用的可行性。本文的主要工作内容和结果如下：(1)通过用超声波水洗、丙酮浸泡洗涤、机械水洗这三种洗涤方法来清洗滤材，并利用扫描电子显微镜比对清洗之后的滤材的表面形貌以及利用X射线光电子能谱分析试样的化学成分中主要元素F和S的含量等，筛选出了清洗效果最好的机械水洗法；旧滤布的拉伸强力、断裂强度、撕裂强度等普遍要比新滤布的拉伸强力、断裂强度、撕裂强度要高；

3、此外，还对比了新旧滤布的厚度、密度、线密度、接触角等宏观形态以及观察滤布不同部位的衍射峰并进行比对。(2)通过对比不同辊距、不同固化时间对制成预浸料的树脂含量的影响，最终我们选择了辊距为1.65mm，固化时间为30min；当树脂含量过高时，可以适当降低树脂浓度从而控制树脂含量。(3)通过对复合层合板进行弯曲性能、剪切性能、阻燃性能测试以及对蜂窝板进行弯曲性能、压缩性能、滚筒剥离测试及极限氧指数测试，包括对树脂进行DMA测试。分析比对不同方向弯曲性能关系，以及旧板与新板之间的机械性能与热学性能的关系，覆盖碳纤维或者玻璃纤维的复合材料板或者蜂窝结构板与纯板或纯蜂窝板之间的机械性能和热学性能

4、的关系，以及盖碳纤维与覆盖玻璃纤维的复合材料板或者蜂窝结构板之间机械性能与阻燃性能的关系。此外，通过对无卤阻燃环氧树脂的动态力学性能分析，得出这几种产品的使用温度范围。(4)对由该氟醚滤袋预浸料制得的复合层压板，以及基于该氟醚滤袋预浸料，结合碳纤预浸料、玻纤预浸料及芳纶蜂窝夹芯板，制备的覆面复合层压板及三明治蜂窝板进行成本估算、产品竞争优势以及市场应用分析。本研究为有效利用废弃滤袋开发高附加值产品进行了探索，所开发的几种复合材料产品由于具有有成本低，轻质高强且阻燃性好等特点，有望广泛用于防火阻燃板及飞机、高铁、汽车、船舶等交通工具的内饰材料。关键词：废弃滤袋，预浸料，复合材料，机械性能

5、，热学性能DEVELOPMENTOFPREPREGSANDCOMPOSITESFROMTHEREUSEDPPS-PTFENON-WOVENFILTERSABSTRACTWiththerapiddevelopmentofeconomicandsocialofourcountryandtheimprovementofenvironmentalprotectionrequirements,everyyearcoal-firedpowerplantsneedtoreplacealargenumberofdustfilterbags.Howtodealwiththesereplacedwaste

6、filterbagshasalsobecomeanincreasinglyconcernedenvironmentalissue.Polyphenylenesulfide(PPS)andpolytetrafluoroethylene(PTFE)compositenonwovenfabricsarecurrentlyanimportantclassoffilterbagmaterials.Duetothecharacteristicsofthepolymermaterialitself,thistypeoffilterbaghasexcellentperformancessuchasfl

7、ame-retardant,high-temperatureresistance,chemicalresistance,etc.Butatthesametimewastefluoroetherfilterbagisdifficulttodegradeandseparationandpurification,improperdisposalcaneasilycausesecondarypollution.Thepurposeofthisstudy