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食品包装材料卫生安全性研究概况杨 阳,甘平胜,胡国媛,胡毅志(广州市疾病预防控制中心,广州510080)【综述】[摘要] 食品包装材料与食品卫生安全有密切的关系,食品包装必须保证被包装食品的卫生安全,才能成为放心食品。因为只有合格的原材料、食品添加剂、包装材料和容器才能生产出符合质量安全要求的食品。从食品卫生检验工作者的角度,谈谈食品包装材料的卫生安全,以帮助人们关注食品卫生安全.提高消费者的鉴别能力。[关键词] 食品包装材料;国家卫生标准;安全性评价随着生活水平的提高,人们越来越注重食品的安全和卫生问题,而食品包装材料作为保证食品安全卫生的重要手段得到了更广泛的重视。从对餐饮具、食品包装的抽查结果看,我们发现食品包装材料的卫生安全存在着不容忽视的问题:基于食品包装与健康安全密切相关,并且存在问题较多较重,对食品包装材料的安全性研究显得尤为重要。1 食品包装材料的种类和卫生标准1.1 食品包装材料的种类目前我国允许使用的食品容器、包装材料以及用于制造食品用工具、设备的有(1)塑料制品一热塑性塑料、热固性塑料等系列化产品、塑料添加剂;(2)橡胶制品一天然橡胶、合成橡胶、橡胶助剂等系列化产品;前3种有机物所用的助剂必须符合GB~85一l994《食品容器、包装材料用助剂使用卫生标准》的要求;(3)食品容器内壁涂料一常温成膜涂料、高温固化成膜等系列化涂料及助剂;(4)陶瓷器、搪瓷食具;(5)铝制品、不锈钢食具容器、铁质食具容器、玻璃食具容器;(6)食品包装用纸等系列化产品;(7)复合包装袋一复合薄膜、复合薄膜袋等系列化产品。1.2 食品包装材料的主要卫生指标食品包装材料的卫生指标主要包括:蒸发残渣(乙酸、乙醇、正己烷)、高锰酸钾消耗量、重金属、残留毒素等。在食品容器、包装材料的卫生标准中,均以各种液体来浸泡,然后测定这些液体的有关成分的迁移量。溶剂的选择以食品容器、包装材料接触食品的种类而定,按照不同物理状态下,一般用化学物质,如蒸馏水(代表中性食品)、4% 乙(醋)酸(代表酸性食品)、8% ~60% 乙醇(代表含有酒精的食品)、正己烷(代表油脂食品);浸泡后的蒸馏水溶剂中的高锰酸钾消耗量或叫做耗氧量(代表向食品中迁移的总有机物质及不溶性物质的量);脱色试验;其他根据易造成食品污染的砷、氟、重金属(铅、镉、锑、锗、钴、铬、锌)、有机物单体残留物、裂解物(氯乙烯、苯乙烯、酚类、丁腈胶、甲醛)、助剂、老化物等有害元素的测定。蒸发残渣代表向食品中迁移的总可溶性及不溶性物质的量,它反映食品包装袋在使用过程中接触到液体时折出残渣、重金属、荧光性物质、残留毒素的可能性。如果用这样的食品包装承装食品,食品就会受到不同程度的污染,人们食用后毒素就会进人人体,长期沉积在内脏器官,引起慢性中毒。特别是人体中过量的重金属会减弱人体免疫功能.损伤神经、造血和生殖系统,尤其是对处于成长期的儿童和青少年的身体和智力发育产生阻碍减缓甚至不可逆转的毒副作用。1.3 食品包装材料的卫生标准在卫生标准上,分原材料和制品这两个方面。在原材料方面的卫生标准,有GB9691《食品用聚乙烯树脂的卫生标准》、GB96~(食品用聚苯乙烯树脂的卫生标准》和GB9693{食品用聚丙烯树脂的卫生标准》。在这3个树脂标准中.聚乙烯和聚丙烯用量最大,聚苯乙烯用量最少,而且会越来越少。另外,国外除了这3个树脂标准外,还有聚酯(PET)、尼龙(PA)等其他树脂的卫生标准。在这些原材料的卫生标准中,有重金属含量、蒸发残渣、高锰酸钾消耗量、脱色指标等规定,而国外的指标中,还有醛含量,镉、砷、汞等重金属含量,酚和胺含量等规定。在成型品方面的卫生标准,有GB%87{食品包装用聚乙烯成型品卫生标准》、GB9688{食品包装用聚丙烯成型品卫生标准》、GB9689《食品包装用聚苯乙烯成型品卫生标准》和G~683{复合食品包装袋卫生标准》。前面3个成型品卫生标准项目中,有蒸发残渣、高锰酸钾消耗量、重金属含量的具体指标,而第四个《复合食品包装袋卫生标准》中,又增加了二氨基甲苯含量不得大于0.004 m L的指标。这是因为在食品包装材料中,胶粘剂中的微量有害健康的物质,也会影响整个体系的卫生性能,而且其中的二氨基甲苯是一种致癌物质,必须严格控制。对成型品还要有相应的卫生标准,其目的就是防止乱用和滥用添加剂,就是要更好地保障直接包装和接触食品的材料具有高度的卫生安全性能。除了上述的卫生标准项目和指标外,我国的复合包装材料标准中,还有一项残留溶剂不得大于10 m kg的规定,例如GBIO0(~ 和GB10005,最近还增加了其中甲苯的残留量不得大于3 m kg的内容。这是因近年来大家对包装材料的异味和潜在毒性要求越来越严格有关,所以,除了限定它的残留量之外,随之而来的就发展了水性油墨和胶粘剂、醇溶性的油墨和胶粘剂以及无溶剂胶粘剂等新产品,目的是想保障复合材料具有更高的纯净、卫生和安全性能。为了控制食品容器和包装材料的卫生安全,我国又制定了GB9685{食品容器、包装材料用助剂使用卫生标准》,在这个助剂的卫生标准中,规定了添加剂、溶剂、胶粘剂等17个大类、58种具体物质的名称和最高使用量,类似于FDA2l CFR&175.105和日本接着剂“自主规定”,列出可以用在食品包装领域中的辅助材料名称清单及其最高用量,除此以外就不准使用。1.4 食品包装材料中不得使用的有毒有害物质我国规定不得使用酚醛树脂用于制作食具、容器、生产管道、输送带等直接接触食品的包装材料;氯丁胶一般不得用于制作食品用橡胶制品,氧化铅、六甲四胺、芳胺类、ot一巯基咪唑啉、ot一巯醇基苯并噻唑(促进剂M)、二硫化二甲并噻唑(促进剂DM)、乙苯一B一萘胺(防老剂J)、对苯二胺类、苯乙烯代苯酚、防老剂124等不得在食品用橡胶制品中使用;我国规定在食品工业中使用的橡胶制品的着色剂应是氧化铁、钛白粉。因此在外观上规定用红、白两种色泽的橡胶为食品工业用,强调黑色的橡胶制品为非食品工业用;容器内壁涂料不得使用极毒或高毒的助剂。陶瓷器、搪瓷食具、金属、玻璃食具容器原料不得使用有害金属,金属食具原料混有铅、镉等有害金属或其他化学毒物,国内曾发生用镀锌铁皮容器制作饮料,饮后发生食品中毒,国家规定白铁皮不准用于食品机械部分,食品工业中应用的大部分为黑铁皮;在高档玻璃器皿中如高脚酒杯往往添加铅化合物,这是玻璃器皿中较突出的卫生问题;不得使用废旧回收纸作为制纸原料,因为废旧回收纸虽然经过脱色只是将油墨颜料脱去,而铅、镉、多氯联苯等仍可留在纸浆中;在食品包装用纸中严禁使用荧光增白剂,使用食品包装级石蜡,注意玻璃纸软化剂问题,应符合GB11680—89(食品包装用原纸卫生标准》要求;复合薄膜食品包装袋采用聚氨酯型粘合剂,带来甲苯二异氰酸酯(TDI),在食品蒸煮时,会迁移至食品中并水解生成具有致癌性的2,4一二氨基甲苯(TDA),应符合GB9683—1988(复合食品包装袋卫生标准》;食品中的微生物超标有的也是由于不合格的包装材料、容器引起的,尤其是质量不卫生安全的纸包装用品、皮革、天然橡胶、木材等材料容易造成食品尤其是液体食品发生霉菌(真菌)污染问题。2 国外对食品包装材料的卫生安全管理方式欧美发达国家食品包装安全管理各具特色,但也有一些共同点:2.1 科学立法首先,立法、执法、司法机构要权利分开,以确保立法决策的科学性、透明性和公众参与性。美联邦和各州(法国是各省)法律的基础是严格的、灵活的、科学的,联邦和各州法律都规定,食品生产和包装行业有按法律义务生产安全食品的法定责任。联邦政府、各州以及地方政府在用法律管理食品和食品加工时,承担着互为补充、内部独立的职责。2.2 执法公正宪法赋予执法、立法、司法各自的职责,执法、立法、司法机构在国家食品安全体系中均承担责任。作为立法机构的国会,要制定并颁布法令,确保食品安全;国会还授权执法分支机构贯彻这些法令,这些执法分支机构可以通过制定和实施法规来贯彻法令。当实施法规和方针引起争端时,司法机关要做出公正的裁决。在美国,法律、法令及总统执行令形成了一个完整体系,以确保对公众公开、透明。2.3 五大原则一般地说,食品包装安全体系遵循以下5大指导原则建立:食品安全方面的法规决策以科学为基础;政府具有公正执法的职责;只有安全健康的食品才能进入市场销售;制造商、配送商、进口商及其他人要遵守以上原则,否则承担法律责任;法律法规制定过程透明并向公众开放。2.4 国际合作在美国、法国的食品包装安全体系中,将国际合作和以科学为基础的安全预防与风险分析作为国家食品安全方针和决策的重要基础。这是长期以来美国、法国执行的食品安全方针。在合作方面,一方面通过与国际组织的合作,如与世界食品法典委员会CAC、世界卫生组织WHO、联合国粮农组织FAO等合作,解决技术问题、紧急问题、食品安全事件等;另一方面通过政府机构内专家的合作及向其他科学家的咨询或合作,为法规制定者提供技术和科学方面的推荐方案;强调食品病原菌的早期预警体系;授权制定法规的机构根据技术发展、知识更新和保护消费者的需要修改法规和指南。为了食品安全体系法令的有效实施,确保食品包装安全具有很高的公众信任度,欧美发达国家都建立了相应的管理机构,如法国国家认证委员会、国家标签鉴定委员会CNLC、卫生部、农业部、国家特产研究院;美国食品和药品管理局(FDA)、美国食品安全和检验局(FSIS)、动植物健康检验局(APHIS)、环境保护署(EPA)等机构组织,承担了保护消费者安全、健康的首要职责。3 加强食品包装材料的卫生管理的措施3.1 加快食品包装的卫生标准与安全法规的修改制定工作欧美发达国家是世界上制定食品包装安全法规的先驱,经过100多年的发展,建成了完善的食品包装安全管理体系。我国食品包装材料也有相应的法律法规和卫生标准,如《中华人民共和国食品卫生法》、《食品用塑料制品及原材料管理办法》、《食品用橡胶制品卫生管理方法》、《陶瓷食具容器卫生管理办法》、《搪瓷食具容器卫生管理办法》等。由于一些食品包装的卫生标准是上个世纪制定的,检测项目相对较少,对于许多新产品由于缺乏相应的食品标准、相应的检测指标要求以及相应的检测方法标准,使一些食品包装材料(包括基本材料、黏合剂、油墨)中隐含的有害成分得不到控制。依据传统工艺制造出来的食品包装物里面都会有添加剂成分,如抗氧化剂、苯、甲苯等有害物质的溶剂,虽然其中绝大多数都在制造过程中挥发出去,但少量溶剂会残留在复合膜之间,随着时间的推移,从膜表面渗透入食品,使之变质、变味、增加了食品的不安全因素。在复合包装材料中,除了树脂、助剂外,还有十分广泛使用的油墨和胶粘剂,目前还没有它单独的卫生标准,也没有全国统一的产品标准,只有各个生产企业的《企业标准》,这需要引起我们重视并及时做好相关研究工作。3.2 加强食品包装材料包括其原材料的检验监督工作加强对食品包装的检验监督。检验监督工作要做到关口前移,防止不合格的食品流人市场,危害社会。保证食品的安全质量,给广大消费者一个卫生、安全、环保、方便、美观的食品包装。[参考文献][1]袁振华.食品包装材料中化学物向食品迁移和安全评估[J].浙江预防医学,1999,(11):29—31.[2]和东芹.浅析包装材料对食品安全性影响[J].邯郸职业技术学院学报,2004,17(1):41—44.[3]GB9685—1994.食品容器、包装材料用助剂使用卫生标准[S].[4]宋杰辰,朱强,于晓英,等.纸制食品容器与包装材料卫生标准的探讨[J].中国公共卫生,1999,15(8):48—5O.

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大璐璐131483

在材料学科上,要求学生掌握坚实宽广的基础理论和系统深入的专门知识,了解材料科学的发展前沿。下文是我为大家搜集整理的有关材料学的论文范文的内容,欢迎大家阅读参考!

论高电化学性能聚苯胺纳米纤维/石墨烯复合材料的合成

石墨烯是一种二维单原子层碳原子SP2杂化形成的新型碳材料,因其非凡的导电性和导热性、极好的机械强度、较大的比表面积等特性,引起了国内外研究者极大的关注.石墨烯已经被探索应用在电子和能源储存器件、传感器、透明导电电极、超分子组装以及纳米复合物[8]等领域中.而rGO因易聚集或堆叠而导致电容量较低(101 F/g)[9],这限制了其在超级电容器电极材料领域的应用.

另一方面,PANI作为典型的导电高分子之一,由于合成容易,环境稳定性好和导电性能可调等特性备受关注.具有纳米结构的导电材料,由于纳米效应不但能提高材料固有性能,并开创新的应用领域.PANI纳米结构的合成取得了许多的成果.PANI作为超级电容器电极材料因具有高的赝电容,其电容量甚至可高达3 407 F/g[10];然而,当经过多次充放电时PANI链因多次膨胀和收缩而降解导致其电容损失较大.碳材料具有高的导电性能和稳定的电化学性能,为了提高碳材料的电化学电容和PANI电化学性能的稳定性,人们把纳米结构的PANI与碳材料复合以期获得电容较高且稳定的超级电容器电极材料[11].

作为新型碳材料的石墨烯和PANI的复合引起了极大的关注[12].但是用Hummers法合成的GO直接与PANI复合构建PANI/GO复合电极因导电率低而必须还原GO,化学还原剂的加入虽然还原了部分GO而提高了导电性能,但也在一定程度上钝化了PANI [13],另外排除还原剂又对环境造成一定程度的污染.因而开拓一条简单且环境友好的制备PANI/rGO复合材料作为超级电容器的电极路线仍然是一个难题.

基于以上分析,首先使PANI和GO相互分散和组装,借助水热反应这一绿色环境友好的还原方法制备PANI/rGO复合材料,以期获得高性能的超级电容器电极材料.

1实验部分

原材料

苯胺(AR, 国药集团),经减压蒸馏后使用;氧化石墨烯(自制);过硫酸铵(APS, AR, 湖南汇虹试剂);草酸(OX, AR, 天津市永大化学试剂);十六烷基三甲基溴化铵(CTAB, AR, 天津市光复精细化工研究所).

的制备

PANIF的制备按我们先前提出的方法 [14],制备过程如下:把250 mL去离子水加入三口烧瓶后,依次加入 g CTAB, g 草酸以及 mL苯胺,在12 ℃水浴上搅拌8 h;随后,往上述溶液中一次性加入20 mL含苯胺等量的过硫酸铵水溶液,同样条件下使反应保持7 h.所制备的样品用大量去离子水洗涤至滤液为中性,随后30 ℃真空干燥24 h. 的制备

采用Hummers法制备GO,具体过程如下:向干燥的2 000 mL三口烧瓶(冰水浴)中加入10 g天然鳞片石墨(325目),加入5 g硝酸钠固体,搅拌下加入220 mL浓硫酸,10 min后边搅拌边加入30 g高锰酸钾,在冰水浴下搅拌120 min,再将三口烧瓶移至35 ℃水浴中搅拌180 min,然后向瓶中滴加460 mL去离子水,同时将水浴温度升至95 ℃,保持95 ℃搅拌60 min,再向瓶中快速滴加720 mL去离子水,10 min后加入80 mL双氧水,过10 min后趁热抽滤.将抽干的滤饼转移到烧杯中,加大约800 mL热水及200 mL浓盐酸,趁热抽滤,随后用大量去离子水洗涤直至中性.所得产品边搅拌边超声12 h后5 000 r/min下离心10 min,得氧化石墨烯溶液.

复合材料制备

按照一定比例将含一定量的PANIF液与一定量的 mg/mL 的GO溶液混合,使混合液总体积为30 mL, GO在混合液中的最终浓度为 mg/ mL,磁力搅拌10 min后,将混合液转移到含50 mL聚四氟乙烯内衬的反应釜中进行水热反应,在180 ℃保温3 h;待反应釜自然冷却至室温后取出,用去离子水洗涤产物直至洗液无色后,于60 ℃真空干燥24 h,待用.按照上述步骤制备的PANIF与GO的质量比分别为5,10以及15,相应命名为PAGO5,PAGO10和PAGO15,对应的PANIF质量为75 mg,150 mg和225 mg.

仪器与表征

用日本日立公司S4800场发射扫描电镜(SEM)分析样品的形貌;样品经与KBr混合压片后,用Nicolet 5700傅立叶红外光谱仪进行红外分析;用德国Siemens公司Xray衍射仪进行XRD分析;电化学性能测试使用上海辰华CHI660c电化学工作站.

电极制备和电化学性能测试:将活性物质(PANIF或PANIF/rGO)、乙炔黑以及PTFE按照质量比85∶10∶5混合形成乳液,将其均匀地涂在不锈钢集流体上,在10 MPa压力下压片,之后烘干得工作电极.在电化学性能测试过程中,使用饱和甘汞电极(SCE)作为参比电极,铂片(Pt)作为对电极,在三电极测试体系中使用1 M H2SO4作为电解液进行电化学测试,电势窗为~.

比电容计算依据充放电曲线,按式(1)[15]计算:

Cs=iΔtΔVm.(1)

式中:i代表电流,A;Δt代表放电时间,s;ΔV代表电势窗,V;m代表活性物质质量,g.

2结果与讨论

形貌表征

图1为PANIF和PAGO10形貌的SEM图.低倍的SEM(图1(a))显示所制备PANIF为大面积的纳米纤维网络;高倍的图1(b)清晰地显现该3D纳米纤维网络结构含许多交联点.PANIF和PAGO10混合液经过水热反应后,从低倍的SEM(图1(c))可以看出,PAGO10复合物具有交联孔状结构;提高观察倍数(图1(d)和图1(e))后可以发现样品中rGO 与PANIF共存;而高倍的图1(d)清晰地显示出了rGO与PANIF紧密结合,且合成的褶皱rGO因层数较少而能观察到其遮盖的PANIF.从图1可知:成功合成了大面积的PANIF以及互相均匀分散的PANIF/rGO复合材料.

分析

图2为PANIF,GO以及PAGO10 3种样品的FTIR图.图2中a曲线在1 581 cm-1,1 500 cm-1,1 305 cm-1,1 144 cm-1,829 cm-1等波数处展现的尖锐峰为PANI的特征峰,它们分别对应醌式结构中C=C双键伸缩振动、苯环中C=C双键伸缩振动、C-N伸缩振动峰、共轭芳环C=N伸缩振动、对位二取代苯的C-H面外弯曲振动.图2中b曲线为GO的红外谱图,在3 390 cm-1, 1 700 cm-1的峰分别对应-COOH中的O-H,C=O键振动,1 550~1 050 cm-1范围内的吸收峰代表COH/ COC中的C-O振动[16],可以看出,GO中存在大量的含氧官能团.图2中c曲线为PAGO10复合物红外吸收谱图,与GO,PANIF谱图比较, 可以发现PAGO10中的GO特征峰不太明显而PANI的特征峰全部出现,这个结果归结于GO含量少以及GO经水热反应后形成了rGO,另外也表明水热反应对PANI品质无大的影响.

电化学性能分析

图4为样品的CV曲线,其中图4(a)为不同样品在1 mV/s扫描速率下的CV图,可以看出,4个样品均出现明显的氧化还原峰,这归因于PANI掺杂/脱掺杂转变,表明PANIF以及复合物显示出优良的法拉第赝电容特性.图4(b)为PAGO10在不同扫描速率下的CV曲线,由图可知PAGO10电极的比电容随着扫描速率减小而稳步增加,在扫描速率为1 mV/s时,PAGO10电极的比电容为 F/g.

图5为PANI,PAGO5,PAGO10和PAGO15的充放电曲线以及交流阻抗图.图5(a)为电流密度为1 A/g时样品的放电曲线图,由图可知:4种样品均有明显的氧化还原平台,这与前述CV分析中的结果相吻合.根据充放电曲线,借助式(1),计算了4种样品在不同电流密度下的比电容,结果如图5(b)所示,很明显,相同电流密度下PAGO10比电容最大,当电流密度为1 A/g时,其比电容为517 F/g,这个结果表明PAGO10的电化学性能明显优于PANI/石墨烯微球和3D PANI/石墨烯有序纳米材料(电流密度为 A/g时,比电容分别为 261和495 F/g)[18-19], 而PANIF比电容最小,仅为378 F/g;且在10 A/g电流密度下PAGO10的比电容仍保持在356 F/g 左右,这表明PAGO10电极具有优异的倍率性能.该复合材料比电容以及倍率性能得到极大提高源于rGO与PANIF两组分间的协同效应.在充放电过程中连接在PANIF间的rGO为电子转移提供了高导电路径;同时,紧密连接在rGO上的PANIF有效阻止水热还原过程中石墨烯的团聚,增加了电极/电解质接触面积,从而提高了PANIF的利用率而使得容量增加. 为了更清晰地了解所制备材料的电子转移特点以及离子扩散路径,对样品进行了交流阻抗测试,图5(c)为4个样品的Nyquist图.从图5(c)可知:在高频区、低频区均分别具有阻抗弧半圆、频响直线.在高频区,电荷转移电阻Rct大小顺序为RPAGO5

值说明rGO的加入提高了电极材料的导电性.在低频区,直线形状反映了样品电化学过程均受扩散控制,并且PAGO5所展现的直线斜率最大,说明其电容行为最接近理想电容,即频响特性最好,这也是源于rGO的加入提高了材料导电性以及复合物的独特微观结构.

氧化还原反应的发生,导致PANIF具有十分高的赝电容,但由于在大电流充放电过程中高分子链重复膨胀和收缩,导致其循环稳定性差而限制了其实际应用.为此,对ANIF和PAGO10进行循环稳定性分析.图6显示,PAGO10在5 A/g电流密度下经过1 000次充放电后,电容保持率为77%,而不含rGO的PANIF电极在2 A/g电流密度下充放电1 000次电容保持率仅为,这个结果表明PANIF循环稳定性较差;另外,rGO的加入形成的PANIF/rGO紧密的连接,降低了PANI链在充放电过程中的膨胀与收缩,使得链段不容易脱落或者断裂,从而PAGO10具有出色的循环稳定性.

3结论

采用自组装的方法,经水热反应,制备了PANIF/rGO复合电极材料.研究发现,rGO与PANIF紧密连接;而且,当PANIF与GO质量比为10∶1时,复合材料展现了最佳的电化学性能,当电流密度为1和10 A/g时,其比电容分别为517, 356 F/g.从上可知:合成的PAGO10具有高的比电容、较好的倍率性能和稳定性能,从而有望作为超级电容器电极材料在实践中应用.

浅谈水泥窑用新型环保耐火材料的研制及应用

1 概述

随着新型干法水泥生产技术在我国的迅速普及,我国水泥工业得到飞速发展,2012年,水泥总产量达亿吨,占世界总产量55%左右。在20世纪六、七十年代,镁铬质耐火材料因具有良好的挂窑皮和抗水泥熟料的化学侵蚀性能,而被广泛应用于新型干法水泥窑的烧成带[1],并取得了良好的使用效果,但由于镁铬砖在使用过程中砖内的Cr2O3组分与窑气、窑料中的碱、硫等相结合,形成有毒的Cr6+化合物[2]。再加上原燃料中所带入的硫,碱与硫共存时形成另一种水溶性Cr6+有毒性致癌物质:R2(Cr,S)O4。水泥窑在正常运转中,其窑衬中镁铬砖内的一部分Cr6+化合物随着窑气和粉尘外逸,飘落在厂区及周边环境中,造成厂区大气的污染; 另一部分则残留在拆下的废砖中,废弃的残砖一遇到水就会造成地下水的污染;更直接的危害是在水泥窑折砖和检修作业时,窑气和碎砖粉尘中的Cr+6会给现场人员造成毒害,据有关专家论证,Cr6+腐蚀皮肤,使人易患上大骨病,进而致癌。因此,镁铬质耐火材料作为水泥窑内衬会对环境和人类造成长期污染和公害。

发达工业国家在水源、环境和卫生方面有着一系列配套的规范,其中德国对水泥厂预防“铬公害”的规定最普遍,执行也是最严格的,具体内容如表1所示:

我国于1988年4月颁布国家标准GB3838-88,对地面水中Cr6+含量进行明确规定,如表2所示:

这就使得水泥企业在使用镁铬砖做水泥窑内衬投入的环保费用加大,特别是用过镁铬残砖处理费用非常昂贵,因此,水泥窑用耐火材料无铬化是必然的发展趋势。

2 水泥窑烧成带新型环保耐火材料的研制

研制思路

目前,用于水泥回转窑烧成带的无铬环保耐火材料主要有镁白云石砖和镁铝尖晶石砖。镁白云石砖对水泥熟料具有良好的化学相容性和优良的挂窑皮性,但是抗热震性差,抗水化性差;镁铝尖晶石砖具有良好的抗热震性和抗侵蚀性,但是挂窑皮性差[3,4]。镁砖中引入铁铝尖晶石制成的第二代新型环保耐火材料―新型环保耐火材料,结构韧性好,抗碱盐及水泥熟料侵蚀能力强,具有良好的挂窑皮性能,在烧成带能有效延长使用寿命,是目前适合我国国情的新一代水泥窑烧成带用无铬耐火材料。但该产品的关键是铁铝尖晶石原料的合成、加入量、加入方式及有关工艺条件对制品性能的影响。

试验与研究

铁铝尖晶石的合成。铁铝尖晶石是一种自然界少有的矿物,化学分子式为FeAl2O4,其中含和。铁铝尖晶石为立方体结构,二价阳离子占据四面体位置,三价阳离子填充在由氧离子构成的面心立方中。其理论密度为,莫氏硬度为。要形成铁铝尖晶石,必须保证氧化亚铁(FeO或FeOn)是处于其稳定存在的条件下。只有在FeO能稳定存在的区域内,才能保证与Al2O3形成的化合物是FeO? Al2O3尖晶石,而在FeO稳定存在的区域以外的条件下,铁的氧化物与Al2O3作用得到的产物很难说是FeO?Al2O3尖晶石,而可能是含有大量或主要是Fe2O3-Al2O3的固溶体[5]。FeOn- Al2O3的系相图如图1所示:

为了得到高质量的合成铁铝尖晶石,我们特聘请了欧洲知名耐材专家进行专业技术指导,经过大量试验,掌握了烧结合成铁铝尖晶石的关键技术,为生产达到国际水平的新型环保耐火材料打下了良好的基础。在生产中把FeO与Al2O3按一定比例混合均匀后压制成荒坯,在保证“FeO”稳定存在的气氛下,经高温烧成,制得FeO? Al2O3尖晶石含量为97%以上的烧结铁铝尖晶石。产品衍射如图2所示:

原料与制品的性能 ①原料的选择。根据我们的生产经验,结合水泥窑烧成带对耐火材料的要求,我们选用优质镁砂、合成尖晶石为原料,并加入特殊添加剂来强化制品的性能,研制生产出第二代无铬镁尖晶石砖―新型环保耐火材料。所用原料理化指标如表3所示。②制品的性能。将原料破碎成所需的粒度,采用四级配料,经强力混碾、高压成型、高温烧成。产品的显微结构见图3,产品理化指标与国外同类产品对比情况如表4所示。

铁铝尖晶石对制品性能的影响 ①铁铝尖晶石加入量对制品耐压强度的影响。从图4可以看出:随着铁铝尖晶石增加制品的耐压强度呈现出先升后降的趋势,这是由于铁铝尖晶石与镁砂互溶的结果,铁铝尖晶石的加入量在10%时,制品的强度达到最大值。②铁铝尖晶石加入形式对制品抗热震性能的影响。从实验结果表5可以看出:以颗粒形式加入铁铝尖晶石制品的抗热震性比以细粉形式加入铁铝尖晶石制品相对较好。

产品的性能

结构韧性好、热震稳定性优良。新型环保耐火材料在烧成及使用过程中Fe2+离子扩散进入周边的氧化镁基质中,同时部分Mg2+离子扩散进入铁铝尖晶石颗粒,与铁铝尖晶石分解残留的氧化铝反应生成镁铝尖晶石,这一活化效应使制品在烧成或使用过程中,内部形成大量的微裂纹,重要的是铁铝尖晶石的分解过程、Fe2+离子和Mg2+离子的相互扩散在高温下持续进行,使得MgO-FeAl2O4耐

火材料在整个高温使用过程中,可以形成大量的微裂纹,这些微裂纹的存在有利于缓冲热应力、提高制品的结构柔韧性和热震稳定性。

强度高。从制品显微结构可以看出:制品内部铁铝尖晶石与高纯镁砂互溶,结构非常均匀致密,晶粒发育良好,颗粒与基质间通过晶间尖晶石相连接,结合良好,明显的提高了砖的密度和高温强度。

具有良好的粘挂窑皮性能。在使用过程中,制品中的Fe2O3与Al2O3都易与水泥熟料中的CaO反应生成C2F、C4AF等低熔点矿物,该矿物具有一定的粘度,可牢固粘附在新型环保耐火材料的热面,形成稳定的窑皮。我们把新型环保耐火材料和直接结合镁铬砖分别制成40mm×40mm×60mm样块,用90%水泥生料+5%煤粉+5%K2SO4,压制成Φ30×10mm圆饼,把圆饼放在两个样块中间,放入电炉内加热,温度升到1500℃,保温3小时,冷却后测其抗折强度,二者基本相同。由此可见,新型环保耐火材料粘挂窑皮性能优良。

产品的应用

新型环保耐火材料自2012年研制成功投放市场以来,通过河北鹿泉曲寨水泥公司、宁夏瀛海天琛水泥公司、内蒙古哈达图水泥公司、陕西尧柏水泥集团、北方水泥集团、河南锦荣水泥公司、新疆天基水泥公司、安阳湖波水泥公司等二十多家大型水泥企业2500t/d、5000t/d、6500t/d水泥窑烧成带应用,寿命周期均达到12个月以上,受到用户认可。

3 结论

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陈家小鱼儿

在写作建筑工程技术的论文中,适当引用参考文献,有助于我们提高论文的质量。下面是我带来的关于建筑工程技术论文参考文献的内容,欢迎阅读参考!建筑工程技术论文参考文献(一) [1]刘永德.工业建筑艺术的新课题--工厂环境景观设计[J].建筑学报.1992(01) [2]李保强.了望与徘徊--2008年报业印刷业观察与思考[J].今日印刷.2009(02) [3]王文锋.珠三角地区居家养老模式的住宅设计研究[D].华南理工大学2010 [4]郝幸田.现代工业建筑的 文化 取向[J].企业文明.2008(09) [5]陈圣疆.现代工业建筑新形象--以福州日报印务中心金山厂区方案设计为例[J].福建建筑.2007(11) [6]张艳芳.现代工业建筑设计的进步与创新[J].中国城市经济.2011(23) [7]周文水.报业集团走过十五年--“2011中国报业(集团)座谈会”综述[J].中国报业.2011(13) [8]滕斌.报业印务中心建筑设计探讨[D].华南理工大学2014 [9]陈谷川.报业集团转型“全媒体”的思考[J].中国传媒科技.2010(10) [10]川崎清,白林.空间与风景--我的建筑设计作品系谱[J].世界建筑.1995(04) [11]石文.CSG电转炉项目产量与环保匹配优化研究[D].华南理工大学2012 [12]魏美蓉.城市商业综合体与周边环境的整合设计研究[D].华南理工大学2012 [13]徐卫国.正在融入世界建筑潮流的中国建筑[J].建筑学报.2007(01) [14]郭明卓.寻找科技和人文的结合点--羊城晚报印务中心设计[J].建筑学报.2004(06) [15]邹德依,刘丛红,赵建波.中国地域性建筑的成就、局限和前瞻[J].建筑学报.2002(05) [16]潘忠诚,洗京晖,史小予.博览开放式工业建筑的探索--记广州日报印务中心设计[J].建筑学报.2002(05) [17]李大为.建筑师与业主应建立良性互动关系[J].建筑学报.2002(05) [18]吴晨,田银生.新工业建筑的先声——广州日报印务中心[J].世界建筑.2002(01) [19]支晓兵.高新技术工业建筑设计新特点[J].工业建筑.2006(S1) [20]周铁军,张洁,袁渊.我国现代工业建筑设计应对策略[J].重庆建筑大学学报.2006(02) 建筑工程技术论文参考文献(二) [1]于会谦.建筑工程项目分包管理方式探讨.四川建材,20115(02) [2]吴奕卯.工程项目劳务分包队伍管理和履约情况评价研究[D].河北:华北电力大学,2010. [3]王靖瑜,邓富民.建筑工程项目干系人管理策略分析[J].企业导报,2014(17):36-36. [4]沈玮.建筑工程中项目风险类型及管理策略探讨[J].建设科技,2013(20):85-86. [5]杨斌.信息技术在建筑工程管理中的应用探讨[J].工程建设标准化,2015,(3):178-178. [6]丁舒媚,刘长玲.信息技术在建筑工程管理中的应用探讨[J].商品与质量,2016,(2):354-354,355. [7]胡忠敖.基于信息技术在建筑工程管理中的作用研究[J].华夏地理,2014,(8):92-93. [8]雷凯.建筑工程管理的现状分析及控制 措施 [J].住宅与房地产,2016,09:144. [9]王京双.建筑工程管理的现状分析及控制措施探讨[J].建材与装饰,2016,16:207~208. [10]邹娜.建筑工程管理的现状分析及控制措施[J].中国管理信息化,2015,10:108. 建筑工程技术论文参考文献(三) [1]李霞.汽车零部件行业发展分析与策略研究[J].西部交通科技,2006,01:71-74 [2]魏鹤琳,姜丹.新产品开发项目评价 方法 研究[J].价值工程,2002,04:26-29. [3]王广军.整车厂与零部件企业关系的发展变化[J].重型汽车,2014,01:44-45. [4]胡树华,杨威.中国汽车零部件企业的现状与发展之路[J].北京汽车,2004,05:1-4. [5]何琳.我国汽车企业外部技术整合发展路径及能力演化研究[D].北京交通大学,2013. [6]胡林辉.基于知识整合的供应商参与制造企业新产品开发研究[D].湖南大学,2012 [7]蔡树堂.关于企业竞争优势的内涵与性质的再解析[D].兰州学刊2007,03:50-53 [8]朱承亮.自主创新、FDI技术溢出与汽车产业技术迸步[D].西北大学,2013. [9]于焱.中国汽车零部件产业竞争力研究[D]吉林大学,2008. [10]党育.中国汽车产业引进FDI效应分析[D].西南 财经 大学,2013. [11]黄卫剑.新产品开发的网络研究[D].浙江工业大学,2004. [12]邹伟民.顺达公司新产品开发流程管理[D].复旦大学,2008. [13]王昌林,杨吉.面向新产品开发的采购管理——以某汽车零部件企业新产品开发为例[J].生产力研究,2010,12:246-248. [14]赵玉忠.我国制造业质量管理影响要素分析与评价[D].天津大学,2009. [15]王景祜.ISO/TS16949——汽车行业最新的国际性质量管理体系标准[J].上海汽车,2004,08:39-40. 猜你喜欢: 1. 建筑工程技术论文范文 2. 建筑工程技术论文典型范文 3. 建筑材料管理论文参考文献 4. 工程造价毕业论文设计参考文献

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