地质聚合物材料聚合机理研究及应用_韩要丛

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1、技术交流论文专辑广东建材2007年第11期地质聚合物材料聚合机理研究及应用韩要丛崔学民刘海峰张尚唐洁张伟鹏（广西大学化学化工学院）摘要：地质聚合物材料由于其免烧结、高性能、低成本、制备工艺简单等特点近年来越来越受到人们的关注。本文主要介绍了地质聚合物材料的发展历史、聚合机理、并结合本课题组对其在介电材料，分子筛，发泡保温材料等方面的应用进行了论述。关键词：地质聚合物；聚合机理介电材料；分子筛；保温材料1前言2地质聚合物的发展历程地质聚合物[1（]Geopolymer），这一概念最早由法国地质聚合物属于

2、碱激发胶凝材料，碱激发的原始概科学家JosephDavidovits提出，现在人们一般把所有念源自美国人Purdon的“碱激活”理论。上世纪30年采用天然矿物或固体废弃物制备成的由硅氧四面体和代，Purdon在研究波特兰水泥的硬化机理时发现，少量铝氧四面体聚合而成的具有非晶态和准晶态特征的三的NaOH在水泥硬化过程中可使水泥中的硅、铝化合物维网络凝胶体统称为地质聚合物。按照传统材料概念来比较容易溶解而形成硅酸钠和偏铝酸钠，再进一步与说，该材料属于无机高分子材料领域。Ca(OH)2反应形成硅酸钙和铝酸钙

3、矿物，水泥硬化后重地质聚合物由于其特殊的无机缩聚三维氧化物网新生成NaOH从而起到催化剂的作用，据此他提出了“碱络结构，具有强度高、施工性能优良、耐腐蚀性、耐水热、激活”理论[6-7]。耐高温等优点，可广泛应用于交通及抢修工程、冶金、核之后，前苏联的科学家们对碱激活材料进行了大量废料处理等领域[2-5]。目前世界上许多国家和地区都成系统的研究，发现除了氢氧化钠以外，碱金属的氢氧化立了专门的地质聚合物研究机构，如法国的“Geopoly-物、碳酸盐、硫酸盐、磷酸盐、氟化物、硅酸盐和铝硅酸盐merInsti

4、tute”、美国的“WaterwaysExperiment等都可以作为反应的激发剂，极大程度地丰富了碱激发Station”、新西兰的“NewZelandInstitueforIn-剂的种类。50年代Glukhovsky提出了基于铝硅酸盐碱dustrialResearchandDevelopment”等。近年来有激发反应的概念模型[8]，把地聚合反应分为三步：①在关地质聚合物的论文和专利日益增多，理论研究也逐渐强碱作用下铝硅酸盐溶解；②铝氧四面体和硅氧四面体深入。除在传统建筑材料领域的应用以外，一些新领

5、域缩聚，体系凝胶化；③凝胶结构重整、聚合，体系硬化。逐渐出现，如分子筛、电子封装材料以及新型建筑材料70年代法国的JosephDavidovits教授[1,6-7]在对邓。且有些国家已经有工业化商品出现。古建筑物的研究过程中发现其中有网络状的硅铝氧化本文主要对地质聚合物聚合反应机理进行论述；同合物存在，随后对其内部结构进行了细致的研究，不断时结合笔者课题组的研究成果，对地质聚合物材料在介改进地聚合反应机理，并证实了这类材料可应用在许多电材料，分子筛，发泡保温材料等方面的应用进行综述。工业领域，对推动地

6、质聚合物理论的发展做出了杰出的!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!制出的注浆材料具有良好的保水性和高抗水分散性能，⑶于华章，甄俊杰，李海刚.灌浆法中注浆材料的研究.山西建筑.新拌砂浆环境水溶液pH值最高为8.3，砂浆28d水陆2004（10）⑷黄海珍.水下不分散混凝土技术的应用.浙江水利科技.2002强度比可达91%。●(1):P43-43.⑸林鲜，阎培渝等.水下不分散混凝土胶凝材料浆体水化性能.【参考文献】混凝土2001(2)⑴苑小镌，杨医

7、博.保水剂在同步注浆材料中的应用研究.广东建⑹L.Lam,Y.L.WONG,C.S.Poon.DegreeofHydrationand材.2004年第5期.gel/spaceratioofhign-volumeflyash/cementsystem.⑵胡安兵，徐会文，杨敏.新型注浆材料试验研究.岩土工程学报.cementandconcreteresearch.148-156.2005（2）.P210-213.同济大学地下建筑与工程系.-56-广东建材2007年第11期技术交流论文专辑贡献。1976年，

8、在国际理论和应用化学联合会(IUPAC)的大分子会议上，Davidovits提出对碱激活材料统一进行命名，最后确定的名称是聚铝硅酸盐(Polysialate)。1978年他又在一篇美国专利中采用了另一个名称“地聚合物(Geopolymer)”来指代聚铝硅酸盐。随后地质聚合物迎来了蓬勃发展的时期：理论不断完善，性能不断提高，应用领域不断拓宽。有些国家地质聚合物应经进入实用化阶段，如：美国的Pyrament水泥，芬兰的“F胶凝材料”等等。3地质聚合物聚合反应