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北方民族大學郭生偉團隊《J. Mater. Res. Technol.》：用于新型PVC建材的粉煤灰大宗高值利用

2023-02-26 來源：高分子科技

粉煤灰（CFA）是從煤燃燒的煙氣中收集獲得的細小飛灰和爐渣，是燃煤電廠排出的主要固體廢棄物。據估算，每消耗2噸煤就會產生1噸粉煤灰，我國粉煤灰年產6億多噸且呈逐年遞增趨勢，大量粉煤灰無法利用，只能堆存或填埋，目前已累計堆存30億噸。堆存的粉煤灰不僅占用耕地，還會污染大氣和土壤、淤塞河流，從而危害人體和生物。如何對粉煤灰進行大宗消納及高附加值利用是亟待解決的問題。鑒于此，北方民族大學郭生偉團隊以粉煤灰替代碳酸鈣，研發面向大宗消納粉煤灰的新型建材生產工藝，在實現粉煤灰大宗消納及高值化利用的同時減少了碳酸鈣資源的消耗，進一步助力實現“雙碳”戰略目標。

研究人員通過優選改性劑，研發了粉煤灰新型建材組合料配方，解決了因粉煤灰加入引起的聚合物基復合材料力學性能劣化問題。組合料經螺桿擠出冷卻定型、牽引、切割為標準副框材料、地板型材等多種建筑裝修材料。研發的粉煤灰混料過程中原位改性新工藝，解決了粉煤灰利用過程中因多次加工處理帶來的粉塵污染問題。以產能0.8萬噸的生產線計算，可年消耗粉煤灰約5000噸，減少碳酸鈣使用約5000噸，節約成本近500萬元，所生產的CFA/PVC新型建材，每噸可節約成本約800~1200元，經濟和社會效益顯著。

圖1：CFA/PVC戶外地板制備流程圖

圖2：不同填充量下CFA/PVC復合材料的（a）彎曲強度和彎曲模量；（b）沖擊強度；（c）硬度（HRR）和（d）拉伸強度

圖3：填充80份粉煤灰的CFA/PVC復合材料改性前（a）、后（b~c）的光學照片及SEM照片（d為填充80份未改性粉煤灰，e~i分別對應填充120份、160份、200份、230份和300份改性粉煤灰）

該技術目前已實現工業化生產，相關研究成果以標題為“Value-added utilization of coal fly ash in polymeric composite decking boards”發表在《Journal of Materials Research and Technology》上。該研究工作得到了國家自然科學基金、寧夏自然科學基金、寧夏重點研發計劃項目和中央高校基本科研業務費的支持。

論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2238785423002624?via%3Dihub

下載：Value-added utilization of coal fly ash in polymeric composite decking boards

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（責任編輯：xu）

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