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不同反应条件对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】不同反响条件对PVFM负压渗水性能的影响【第五章】【第六章】【总结/以下为参考文献】第四章不同反响条件对PVFM负压渗水性能的影响聚乙烯醇缩甲醛泡沫塑料亲水性好，有关研究表示清楚，特定的聚乙烯醇缩甲醛泡沫塑料有一定的微孔构造GreggSJetal.，1967，能够产生一定的进气值并具有渗水性能，能够在负压灌溉中使用。然而微孔构造又受反响条件影响，最终导致进气值以及渗水性能发生变化。在PVA与甲醛的缩聚反响中，反响时的温度、搅拌机转速、保温时间等，都会影响产品质量张媛，2005；姜玉，2018。本试验以反响温度、反响时间、搅拌机转速为试验因素，以PVFM的表观密度、吸水倍率、孔隙率、发泡点以及渗水速率为考核指标，设计完全试验来优选制备PVFM的最佳反响条件，挑选出PVFM作为负压渗水材料制备的最优反响条件。4.1试验设计进行完全试验设计来优选合成PVFM负压渗水材料。在试验经过中，确定出主要反响条件为反响温度、反响时间、搅拌机转速，表4.1为完全试验的因素水平表。根据因素水平制备PVFM材料，倒入不同模具固化后得到不同规格的PVFM材料。以PVFM负压渗水材料的进气值以及不同负压下的渗水速率作为考核指标，结果分析如表4.2、表4.3所示。制得长度15cm，内径为1cm，外径为3cm，一端封闭的中空管状灌水器。表4.1完全试验因素水平表4.2结果分析4.2.1不同反响条件对表观密度、吸水倍率、孔隙率的影响由表4.2能够看出，不同反响条件对三个参数的影响均无显着性差异，从极差来看，不同反响条件并没有使三个参数的数据产生较大波动，不同反响条件使得孔隙率的数据波动最小。当反响温度到达70时，材料已无法均匀固化成型，因而没有测定数据。从反响温度对表观密度、吸水倍率、孔隙率三者的影响看，温度为55时表观密度、吸水倍率、孔隙率的平均水平均为最高，40时次之。从反响时间对表观密度、吸水倍率、孔隙率三者的影响看，反响时间为10h时，表观密度最大，14h时的次之，反响6h的最小；吸水倍率随着反响时间的增大而提高，反响时间14h时，吸水倍率最大，反响6h时最小；孔隙率在反响时间为6h时最低，10h与14h下的孔隙率基本一致。从搅拌机转速对表观密度、吸水倍率、孔隙率的影响看，表观密度在转速2000r-min-1时最大，转速1000r-min-1时次之，转速1500r-min-1时最小；吸水倍率在搅拌机转速为1500r-min-1时最大，转速在1000r-min-1次之，转速在2000r-min-1时最小；孔隙率随着搅拌机转速的增加而减小，即在搅拌机转速1000r-min-1时孔隙率最大，转速2000r-min-1时孔隙率最小。由此可见三个条件在反响温度上表现一致，均在55时数值最高，但在反响时间与搅拌机转速上表现不同，反响时间10h时三者表现均较好，但搅拌机转速的影响却因不同的指标而有差异。表4.2表观密度、吸水倍率、孔隙率的试验结果与分析4.2.2不同反响条件对发泡点及供水速率的影响进一步对所制PFVM渗水器的负压渗水性能进行测定，结果如表4.3，可知，不同因素对发泡点和供水速率的影响不同，对于不同反响条件对发泡点数据引起的波动而言，反响时间搅拌机转速反响温度，对-5kPa下渗水速率数据引起的波动，反响温度反响时间搅拌机转速，对-10kPa下渗水速率数据引起的波动，反响时间反响温度搅拌机转速。从反响温度对发泡点和负压下对土壤供水速率的影响看，发泡点在不同温度下无显着性差异，仅从均值上能够看出55发泡点的平均水平较40高，但负压下的供水速率在55与40有极显着差异，讲明温度为55时能够使供水速率明显提高。反响时间对发泡点和供水速率的影响均无显着性差异，从均值看，反响10h时，样品的发泡点值最高，反响6h的次之，反响14h的最小；供水速率随反响时间的增加而提高，反响时间14h时-5kPa及-10kPa下对土壤的供水速率到达最高，6h的供水速率最慢。搅拌机转速对发泡点及不同负压下的供水速率也无显着性影响，发泡点值随着搅拌机转速的增加而降低，从均值看，当转速1000r-min-1时最高，2000r-min-1时最低；-5kPa下的供水速率随着搅拌机转速的升高而降低，即在1000rmin-1时供水速率最快，在2000r-min-1时供水速率最慢，但-10kPa下的供水速率则表现为转速1500r-min-1时最高，转速2000r-min-1时次之，转速1000r-min-1时最低。由此可见，三个反响条件对发泡点以及负压下对土壤的供水速率也没有一致的表现，总体来讲，反响温度55时，或者反响时间10h，或搅拌机转速1500r-min-1时，PVFM的发泡点及对土壤的供水速率均有较好表现。表4.3发泡点及供水速率的试验结果与分析4.2.3不同反响条件下四种PVFM样品性能的比拟由上文能够看出，当反响条件为温度55、反响时间10h和14h，搅拌机转速1000r-min-1和1500r-min-1时，上述五个指标均有较好表现，因而进行122的完全实验设计，反响条件如表4.4所示。重点对这四种条件下的样品进行发泡点和负压下累积入渗量的测定，结果如此图4.1图4.2所示。由图4.1能够看出，14号PVFM样品的发泡点值最高，为55.98kPa，11号样品次之，为53.31kPa，12号样品的发泡点值最低，为41.32kPa，可见反响温度55、反响时间10h、搅拌机转速为1500r-min-1的反响条件下，所制得样品的发泡点值最高。由图4.2能够看出，-5kPa时入渗100min时，12号样品的累积入渗量最高，为0.23L，14号样品的累积入渗量次之，为0.18L，11号、15号样品的累积入渗量最低，约为0.14L；-10kPa时14号与15号样品的累积入渗量曲线趋势类似，入渗300min的累积入渗量约为0.10L，其余12号与11号样品300min内的累积入渗量均低于0.06L。综合看来，只要当反响温度55、反响时间10h、搅拌机转速为1500r-min-1时，PVFM的发泡点值与累积入渗量均到达较高水平。表4.4四种PVFM样品的反响条件图4.1不同反响条件下四种样品发泡点的比拟图4.2四种样品-5kPa及-10kPa下累积入渗量的比拟4.3讨论在化学反响中，反响条件是影响反响进展的关键因素。常见的影响影响因素有浓度、反响时间、反响温度、催化剂、物理搅拌、pH等陈甘棠，2007。增加反响物浓度是增加了活化分子数目，但是活化分子的百分数没有改变。增加反响时间提高物料转化率但降低反响选择性，对可逆反响来讲有利于生成热力学稳定性高的产物，但是反响时间过长也会导致副反响增加，在生成聚乙烯醇缩甲醛的反响中，为了保证聚乙烯醇与甲醛充分地交联，生成网状构造，因而需要较高的保温反响时间。反响温度的影响比拟复杂，它主要是增加活化分子的百分数来提高反响速率，升高温度有利于提高吸热反响的平衡常数，但对于放热反响来讲，并不是温度越高越好，有关研究表示清楚，对于甲基丙烯酸甲酯和间氨基乙酰苯胺的反响，在90100左右时，无论反响时间延长多少，产物相对含量最高只要89%左右，但当温度降到50左右时产物含量就能到达96%以上张胜建等，2020，在制备聚乙烯醇时，温度对于键合方式有影响，温度越高，聚乙烯醇中头碰头的键合几率越高，而以头碰头键合方式构成的聚乙烯醇并不利于提高与甲醛的缩醛化度宋建华等，2018，可见对于有机化学反响来讲并不是温度越高越好，尤其对于缩聚反响这样的放热反响来讲，温度不能太高，经过试验研究可见温度在50左右时聚乙烯醇与甲醛反响生成的聚乙烯醇缩甲醛泡沫塑料渗水性能比拟好。搅拌机的搅拌作为机械发泡法的主要动力，对于聚乙烯醇缩甲醛的微孔构造也有影响，例如在制备丁醛缩合MgO-Al2O3这种催化剂时，发现，随着搅拌速率的增大，催化剂比外表积增大，构成的微米级颗粒增加崔龙等，2020，因而也设置不同搅拌机转速来制备PVFM，但是通过对负压渗水性能的比拟看来，搅拌机转速并没有明显影响。本试验在制备的经过中保证了过量的催化剂以及强酸性环境，因而没有继续探究催化剂以及pH对反响的影响，这可在后续试验中进一步探究。4.4小结1从基本物理性能来看，反响温度、反响时间、搅拌机转速对表观密度的影响不呈规律性，比拟而言表观密度在反响条件为55、10h、2000r-min-1时最好；三个条件中只要反响时间对吸水倍率有正影响，随反响时间的增大而增大，比拟而言吸水倍率在55、14h、1500r-min-1时最好；孔隙率受反响温度、反响时间的影响小，仅在搅拌机转速1000r-min-1时较大。2反响条件中仅搅拌机转速对发泡点有负影响，随搅拌机转速的增加而降低，比拟而言，发泡点值在反响条件55、10h、1000r-min-1时最大；-5kPa下PVFM对土壤的供水速率随反响条件呈现规律性变化，其随反响时间的增大而增大，随搅拌机转速的增大而降低，比拟而言其在反响条件为55、14h、1000r-min-1时最快；-10kPa下PVFM对土壤的供水速率仅与反响时间呈现规律性变化，随反响时间的增大而增大，比拟而言其在反响条件为55、14h、1500r-min-1最快。3将具备以上条件的样品进一步比拟，11号样品的发泡点值高但累积入渗量低，12号样品的累积入渗量高但发泡点值低，只要反响条件为55、10h、1500r-min-1的14号样品，发泡点与负压下的累积入渗量同时到达较高水平，因而能够以14号样品的反响条件为最佳条件。