固化是一個化學(xué)名詞,指的是物質(zhì)從低分子轉(zhuǎn)變?yōu)楦叻肿拥倪^程。固化是復(fù)雜的物理、化學(xué)變化過程,主要包括:游離金屬鉛的氧化;失水并形成孔隙;鉛膏物相的再結(jié)晶等。
涂填或擠灌鉛膏后的鉛酸蓄電池極板,在一定溫度和濕度的固化室中失水,原來的可塑性鉛膏定型凝結(jié)成微孔均勻的多孔固體的過程,是鉛酸蓄電池極板最后成型的重要工序,固化后的極板稱“生極板”。是指在涂料中加入固化劑,與成膜物質(zhì)發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)而干燥成膜的過程。這一過程是依靠合成樹脂和固化劑分子結(jié)構(gòu)上的活性基團來實現(xiàn)的。
當(dāng)你將玉米淀粉與水比例混合后,無論你怎么用力打,玉米淀粉都會將你的手彈回來,甚至你們跳到玉米淀粉上跳舞,科學(xué)家稱之為固體化現(xiàn)象。
除此之外,很多液體都有固體化現(xiàn)象,例如眾所周知的水結(jié)成冰。
除此之外,很多液體都有固體化現(xiàn)象,例如眾所周知的水結(jié)成冰。
熔巖冷卻后,會成為堅硬的石頭,這也是固體化現(xiàn)象。
固體化現(xiàn)象對人類做出了很大的貢獻,人們用水泥造墻,造房,造屋,當(dāng)水泥干枯后,水泥的堅固型猶如石頭。
固體化現(xiàn)象還有很多,在你身邊隨處都可以找到一個固體化現(xiàn)象產(chǎn)生的物品,如蠟燭、紙、蛋糕、冰淇淋、如你現(xiàn)在用的電器,現(xiàn)在用的工具,都利用了這個現(xiàn)象。
熔融固化技術(shù),是利用熱在高溫下把固態(tài)污染物(如污染土、城市垃圾、尾礦渣、放射性廢料等)熔化為玻璃狀或玻璃一陶瓷狀物質(zhì),借助玻璃體的致密結(jié)晶結(jié)構(gòu),確保固化體的永久穩(wěn)定。污染物經(jīng)過玻璃化作用后,其中有機污染物將因熱解而被摧毀,或轉(zhuǎn)化成氣體逸出,而其中的放射性元素和重金屬元素將被牢固的束縛于已固化的玻璃體內(nèi)。
熔融固化技術(shù)有人也稱之為玻璃化技術(shù)。該技術(shù)是將待處理的危險廢物與細小的玻璃質(zhì),如玻璃屑玻璃粉混合,經(jīng)混合造粒成型后,在1000~1100℃高溫熔融下形成玻璃固化體,借助玻璃體的致密結(jié)晶結(jié)構(gòu),確保固化體的永久穩(wěn)定。該技術(shù)的一種改型方法是將石墨電極埋到廢物之中,并在現(xiàn)場進行玻璃化。熔融固化技術(shù)能耗大、成本高,只有處理高劑量放射性廢物或劇毒廢物時,才考慮使用。
固體廢棄物在一定的條件下會發(fā)生物理的、化學(xué)的或生物的轉(zhuǎn)化,對周圍環(huán)境造成一定的影響。目前我國每年產(chǎn)生各類固體廢物總量達幾十億噸,如果采取的處理方法不當(dāng),有害固體廢物就會通過土壤、水、空氣以及食物鏈途徑危害環(huán)境與人體健康,人畜糞便和有機垃圾是各種病原微生物的孳生地和繁殖場,會形成病原體型污染。
固化/穩(wěn)定化技術(shù)就是利用膠凝性材料將有害固體廢物包封在固化體中,不使有害物質(zhì)浸出的穩(wěn)定化、無害化的一種技術(shù)。上世紀(jì)80年代以后,穩(wěn)定化/固化技術(shù)得到迅猛的友展。到目前為止,己經(jīng)得到開發(fā)和應(yīng)用的穩(wěn)定化/固化技術(shù)主要包括以下幾種類型:水泥固化、化學(xué)藥劑穩(wěn)定化、熔融固化、塑性材料固化、石灰固化和自膠結(jié)固化。
水泥固化是基于水泥的水合和水硬膠凝作用而對廢物進行固化處理的一種方法,它將廢物和普通水泥混合,形成具有一定強度的固化體,從而達到降低廢物中危險成分浸出的目的。固化/穩(wěn)定化技術(shù)是處理含重金屬廢物的重要方法之一,以水泥為基質(zhì)的固化/穩(wěn)定化技術(shù)已廣泛應(yīng)用于有毒廢棄物的處理。
此外,化學(xué)藥劑穩(wěn)定化技術(shù)是利用化學(xué)藥劑通過化學(xué)反應(yīng)使有害廢物轉(zhuǎn)變?yōu)榈腿芙庑?、低遷移性及低毒性物質(zhì)的過程。利用單質(zhì)硫能有效地固定渣中的重金屬,隨著硫加入量的增加,固化體浸出液中的鎘和鋅濃度降低,固定效果增強。固化體冷卻方式對重金屬固定效果及固化體的表面形貌影響不大,粗細廢渣顆粒的混合有利于鎘的固定。
塑性材料固化法屬于有機性固化/穩(wěn)定化處理技術(shù),由使用材料的性能不同可以把該技術(shù)劃分為熱固性塑料包容和熱塑性包容兩種方法。熱固性塑料是指在加熱時會從液體變成固體并硬化的材料。該法的主要優(yōu)點是大部分引人較低密度的物質(zhì),所需要的添加劑數(shù)量也較小。熱固性塑料包容由于需要對所有有害廢物顆粒進行包封,在適當(dāng)選擇包容物質(zhì)的條件下,可以達到十分理想的包容效果。此方法的缺點是操作過程復(fù)雜,熱固性材料自身價格高昂;由于操作中有機物的揮發(fā),容易引起燃燒起火,所以通常不能在現(xiàn)場大規(guī)模應(yīng)用。
熱塑性材料是指在加熱和冷卻時能反復(fù)軟化和硬化的有機塑料,常用的有瀝青、石蠟和聚乙烯等。瀝青與飛灰的混合物中再加適當(dāng)?shù)奶砑觿?,可以較高程度提高飛灰的固化效果。熱塑性包容可以使用間歇式工藝,也可以使用連續(xù)操作的設(shè)備。除污染物的浸出率低得多外,由于需要的包容材料少,又在高溫下蒸發(fā)了大量的水分,它的增容率也就較低。該法的缺點是在高溫下進行操作會帶來很多不方便之處,而且較為耗費能量;操作時會產(chǎn)生大量的揮發(fā)性物質(zhì),其中有些是有害的物質(zhì)。
什么是固化反應(yīng)呢,是這么描述的,解封反應(yīng)與交聯(lián)反應(yīng)為兩個連串的反應(yīng),解封反應(yīng)先發(fā)生且為連串反應(yīng)的控制步驟,研究時可以把兩個反應(yīng)當(dāng)成一個總體反應(yīng)來對待,稱為固化反應(yīng)。
固化是通過添加固化(交聯(lián))劑來完成的。固化劑是必不可少的添加物,無論是作粘接劑、涂料、澆注料都需添加固化劑,否則環(huán)氧樹脂不能固化。 固化劑的品種對固化物的力學(xué)性能、耐熱性、耐水性、耐腐蝕性等都有很大影響。固化劑又名硬化劑、熟化劑或變定劑,是一類增進或控制固化反應(yīng)的物質(zhì)或混合物。
各種固化劑的固化溫度各不相同,固化物的耐熱性也有很大不同。一般地說,使用固化溫度高的固化劑可以得到耐熱優(yōu)良的固化物。對于加成聚合型固化劑,固化溫度和耐熱性按下列順序提高:
脂肪族多胺 脂環(huán)族多胺 芳香族多胺 酚醛 酸酐
固化反應(yīng)屬于化學(xué)反應(yīng),受固化溫度影響很大,溫度增高,反應(yīng)速度加快,凝膠時間變短;凝膠時間的對數(shù)值隨固化溫度上升大體呈直線下降趨勢。但固化溫度過高,常使固化物性能下降,所以存在固化溫度的上限;必須選擇使固化速度和固化物性能折中的溫度,作為合適的固化溫度。按固化溫度可把固化劑分為四類:低溫固化劑固化溫度在室溫以下;室溫固化劑固化溫度為室溫~50℃;中溫固化劑為50~100℃;高溫固化劑固化溫度在100℃以上。
屬于低溫固化型的固化劑品種很少,有聚琉醇型、多異氰酸酯型等;國內(nèi)研制投產(chǎn)的T-31改性胺、YH-82改性胺均可在0℃以下固化。屬于室溫固化型的種類很多:脂肪族多胺、脂環(huán)族多胺;低分子聚酰胺以及改性芳胺等。屬于中溫固化型的有一部分脂環(huán)族多胺、叔胺、瞇唑類以及三氟化硼絡(luò)合物等。屬于高溫型固化劑的有芳香族多胺、酸酐、甲階酚醛樹脂、氨基樹脂、雙氰胺以及酰肼等。