不同助剂对PVFM负压渗水性能的影响,农业基础科学论文

不同助剂对PVFM负压渗水性能的影响,农业基础科学论文本篇论文目录导航：【题目】【第一章】【第二章】【第三章】【第四章】【第五章】不同助剂对PVFM负压渗水性能的影响【第六章】【总结/以下为参考文献】第五章不同助剂对PVFM负压渗水性能的影响聚乙烯醇缩甲醛泡沫塑料〔PVFM〕是一种亲水性强、吸水效果好的多孔性海绵材料，其孔隙可控制在1～3000m〔王光钊等，2006〕，因而将其制备成一种微孔负压渗水材料，这种负压渗水材料具有相当的发泡点，能够承受一定的负压，互相连通的小孔能够让水分渗出，较好的亲水性保证了水分由壁内向壁外的快速运移。然而如今面临的较大问题是抗压强度较低，埋在土体内部时会因土体较重而变形，因而提高其强度成为一个亟待解决的问题。不同助剂对高分子材料有不同的加强作用〔王澜，2018〕，塑料增硬剂固然能起到显着效果，但主要在高温条件下运用注塑或吹塑的工艺合成塑料或橡胶时使用，不合适常温条件下的化学合成，因而本试验根据常规合成PVFM的方式方法选择了两种常见的颗粒填料SiO2粉末和高岭土，以及一种外表活性剂二甲基硅油作为助剂分别参加到PVFM中进行渗水器材料的制备，比拟不同助剂对PVFM灌水器基本物理性质、机械强度、负压渗水性能的影响。5.1试验设计实验根据助剂的不同设置六个处理，每个处理进行3次重复，助剂的详细用量如表5.1中所示。在PVA溶解至透明糊状后，趁热参加助剂，加速搅拌，加快助剂溶解并使之与PVA充分接触。制得一端封闭的PVFM泡沫塑料管，长度约15cm，外径3cm，内径1cm。表5.1不同处理的试验设计表5.2结果分析5.2.1不同助剂对PVFM基本物理性能的影响由表5.2能够看出，参加不同助剂的试验组与对照组CK在吸水倍率、表观密度、孔隙率方面相比均有不同。在PVFM中参加任何助剂都会使吸水倍率降低，使表观密度和孔隙率增大。从吸水倍率看，硅油、硅油+SiO2组与对照组相比有显着性差异，两组中均添加了硅油，讲明硅油的参加是引起吸水倍率降低的主要因素，华而不实硅油+SiO2组的下降幅度最大，达25.9%；从表观密度看，试验组均与对照组CK有显着性差异，试验组中SiO2、硅油+SiO2、硅油+高岭土组为最高水平，且与硅油、高岭土组有显着性差异，华而不实硅油+高岭土组使PVFM的表观密度提高幅度最大，达57.5%；从孔隙率来看，SiO2组、高岭土组、硅油+高岭土组与CK有显着性差异，其孔隙率较CK提高了4.12%~3.63%，华而不实以高岭土组的孔隙率值最大，平均为86.0%，其次为硅油+高岭土组，平均为85.7%。由上能够看出，添加硅油与高岭土能使表观密度和吸水倍率得到较大幅度提升，固然也会引起吸水倍率的显着性下降，但降低后的吸水倍率仍然大于4，讲明PVFM仍具有较好的吸水性，这些填料的参加不会成为吸水倍率的限制因素。5.2.2不同助剂对PVFM机械性能的影响由表5.3可知，根据邵氏A硬度标准的测定值来看，PVFM的硬度均较小，参加单一助剂的PVFM的硬度反而较CK有下降，参加复合助剂的硬度较CK有升高，以硅油+SiO2组的硬度最大为13，硅油组、SiO2粉末组、硅油+高岭土组的硬度最小，仅为5，相较而言CK组位于中间水平，硬度为8。从拉伸强度来看，处理组与CK相比拉伸强度并没有大幅提升，相反硅油组以及高岭土组有小幅下降，对于拉伸强度的提升最明显的是硅油+SiO2组，拉伸强度为0.82MPa，较CK组提升了51.9%，高岭土组的下降最为明显，降幅达37.0%。从断裂伸长率来看，除高岭土组外，处理组均较CK有小幅提升，华而不实以硅油+高岭土组的断裂伸长率最大，到达271%，较CK增大了33.5%。从三者关系来看，硬度、拉伸强度、断裂伸长率三者具有基本一致的表现，硬度大的，拉伸强度较大，断裂伸长率也偏大。表5.3不同助剂对硬度、拉伸强度、断裂伸长率的影响5.2.3不同助剂对PVFM负压渗水性能的影响1、不同助剂对PVFM发泡点的影响根据图5.1能够看出，处理组的发泡点值全部在39.5～60.6kPa之间，且较CK的35.5kPa均有提高，华而不实硅油组和硅油+高岭土组的发泡点值明显高于其他四组。进行显着性分析可知，硅油+高岭土组的发泡点值最高为60.6kPa，与CK、SiO2组、高岭土组、硅油+SiO2的差异均到达极显着，较CK而言，其增幅到达70.7%；硅油组的发泡点值次高，为53.6kPa，与CK组的差异到达极显着，且较CK提高了51.0%。由此可见，硅油和高岭土的参加对发泡点值的提升有明显作用。图5.1不同处理间发泡点值的比拟2、不同助剂对PVFM累积入渗量的影响对含有不同助剂的PVFM渗水器进行-5kPa及-10kPa下累积入渗量的测定，如此图5.2。能够看出，-5kPa时，CK累积入渗量曲线总是在处理组累积入渗量曲线的上方，讲明入渗一样时间，CK组的入渗量总要高于处理组，以入渗5h为例，CK可入渗0.33L，而处理组仅入渗0.23L～0.17L，可见添加物会引起PVFM累积入渗量降低。处理组中，入渗一样时间，硅油+高岭土组的累积入渗量最低，其它4个处理的累积入渗量相近，其曲线介于CK与硅油+高岭土组之间。-10kPa时，入渗一样时间，CK的累积入渗量居于中间水平，20h时入渗约0.06L；SiO2组的累积入渗量最大，20h约入渗0.07L，较CK提高16.7%;硅油组则处于最低，20h的入渗量约为0.04L，较CK降低了33.3%，高岭土组、硅油+高岭土组二者累积入渗量曲线与CK较为接近，20h也入渗0.06L左右。综合看来，发泡点表现最好的硅油+高岭土组在-5kPa的累积入渗量表现是最差的，在-10kPa时的累积入渗量表现中等，而SiO2组在-5kPa及-10kPa累积入渗量均表现较好，但相较而言参加助剂并不能很大程度地提高PVFM的累积入渗量，在不同条件下某些助剂甚至能降低PVFM的累积入渗量。图5.2不同助剂对-5kPa〔a〕及-10kPa〔b〕下PVFM累积入渗量的影响5.3讨论表观密度、硬度、拉伸强度、断裂伸长率是衡量机械性能的重要指标，吸水倍率则是衡量亲水性与吸水性的重要指标，孔隙率、累积入渗量又是衡量渗水性能的重要指标，而发泡点值的高低则是决定材料能否能应用于负压灌溉的关键因素。由上文能够看出，不同处理对表观密度、吸水倍率、孔隙率、硬度、断裂伸长率、拉伸强度、发泡点、累积入渗量这些指标均有不同影响，参加助剂导致PVFM吸水倍率下降，发泡点、表观密度、孔隙率提高，但对硬度、拉伸强度、断裂伸长率、累积入渗量的影响不一。从先决因素发泡点来看，硅油+高岭土组的发泡点值最高，该组在表观密度、孔隙率、断裂伸长率方面也表现最好，在硬度和拉伸强度方面表现次之，在累积入渗量方面则表现一般。发泡点值次高的是硅油组，但是硅油组在表观密度、吸水倍率、孔隙率、硬度、拉伸强度、断裂伸长率以及累积入渗量方面表现不佳；高岭土组的除吸水倍率与孔隙率较好外，其余各指标表现不佳，由此可见，硅油与高岭土的混合参加有利于各项指标平衡提升，使PVFM具备良好的负压渗水性能。有关研究表示清楚，高岭土作为填料使用能够填充孔隙，用在塑料中能够使塑料外表光滑，减少热裂和收缩，与橡胶混合时能够构成一种有机高聚物无机物复合材料，作为补强剂，能够提高橡胶的力学强度、耐磨性、耐腐蚀性以及稳定性等，还可提高产品的品质，降低成本〔刘淑鹏等，2018；唐华伟等，2007〕，而硅油作为一种外表活性剂则起到了消泡、匀泡的效果，使外表愈加光滑，这与硅油本身较低的外表张力有关，除此之外，硅油也因具有较好的润滑性和化学稳定性而作为脱模剂与增光剂来使用，可以以提高产品品质〔孙争光等，2001〕，华而不实PVFM的吸水倍率降低也与硅油本身的憎水性有关。两种助剂相结合的使用效果要优于单独使用，可能是由于在外表活性剂的基础上又参加粉末类填料，使得孔隙构造愈加均匀，在外表活性剂的作用下使得高岭土与PVFM的网状构造结合严密，充分发挥了高岭土的加强效果。硅油+SiO2对PVFM硬度和拉伸强度的加强明显，可能是在外表活性剂硅油的基础上添加本身硬度就比拟大的二氧化硅，再加上颗粒状的二氧化硅有助于生成良好构造，利于渗水，因而能够尝试在硅油+高岭土的基础上参加SiO2粉末。5.4小结〔1〕助剂的参加导致PVFM的吸水倍率下降，使表观密度、孔隙率及发泡点值明显提升，但是不同助剂对PVFM的机械性能及累积入渗量有不同影响，多数对累积入渗量有降低作用。〔2〕硅油在几种单一助剂中对PVFM性能有突出影响，它能使吸水倍率、硬度、拉伸强度显着下降，使发泡点值明显提升。其他单一助剂高岭土、SiO2粉末的参加也会导致硬度和拉伸强度的小幅下降。〔3〕复合助剂的参加也会导致PVFM吸水倍率的下降，但与单一助剂不同的是它会使PVFM的硬度、拉伸强