1. 研究目的与意义
随着工业化进程的不断推进，工业固体废弃物的产生量持续增加，不仅对生态环境和人类的健康造成了巨大的负面影响，还导致了资源的严重浪费，也给我国“双碳”目标的顺利实现带来了严峻挑战，如何有效、高值化利用工业固体废弃物已成为亟待解决的关键问题。随着工业化进程的不断推进，固体废弃物（简 称“固废”）的产生量和堆积量日益增多。目前，我国大宗固废的累计堆存量约６００亿ｔ，年新增堆存 量近３０亿t，如此大量的固废不仅导致资源的极大浪费，还对生态环境造成了巨大破坏。因此，有效、无害地处理固废对于环境保护十分重要。固废的处理方法一般有综合利用、处置、贮存和倾倒丢弃等。综合利用是通过回收、加工、循环、交换等方式从固废中提取有用的资源处置是将固废焚烧或者置于符合环境保护规定要求的场所，并不再回用，常用的处置方法有填埋、焚烧、专业贮存场（库）封场处理、深层灌注、回填矿井等。“十三五”期间，我国各类大宗固废综合利用量约130亿ｔ，节省土地超过６万ｈｍ2。固废的再利用提供了大量资源综合利用产品，促进了煤炭、化工、电力、钢铁、建材等行业的高质量发展，环境效益和经济效益显著，对缓解我国部分原材料紧缺、改善生态环境发挥了重要作用。但固废利用率仍较低，其堆存占用了大量的土地资源，存在较大的生态环境安全隐患。工业固废大多含有硅、铝、镁等阻燃元素，在阻燃材料领域具有一定的应用潜力。在工业固体废 弃物产生量大、利用不充分、综合利用产品附加值低的现实背景下，其资源化利用未来应朝着绿色、高效、高质、高值化、规模化的方向发展。
阻燃剂主要用于阻燃合成和天然高分子材料,包括塑料、橡胶、纤维、木材、 纸张、涂料等。阻燃剂又称难燃剂、耐火剂或防火剂，是合成高分子材料的重要 助剂之一，其功能为使合成材料具有难燃性、自熄性和消烟性；膨胀型阻燃剂按 有效元素分类，添加型阻燃剂主要包括磷系、氮系、硅系、卤系、膨胀型、无机 填料等。阻燃剂品种繁多，目前应用最广的是氯系、溴系、磷及卤化磷系、无机 系阻燃剂等。膨胀型阻燃剂属于一种新型复合阻燃剂，其燃烧时产生无毒气体及烟气量较少，阻燃性能较好，被视为未来阻燃剂的发展方向，但由于社会的飞速发展，传统型阻燃剂已经不能满足人类对于阻燃材料的需求，因此阻燃性能的提升是当今的研究热点之一。工业固废对阻燃剂起着协同作用，能有效提高其阻燃性能，在阻燃剂的热解过程中，工业固废与阻燃剂中的其它组分产生协同作用，促使碳源形 成更加致密的碳层结构，形成凝聚相阻隔作用，将氧气及热量隔绝在膨胀层之外，难以形成热量传递，从而保护基材不被热解，提高其阻燃效果，降低人类发生火灾的危险性，保护生命及财产安全。
2. 研究内容和预期目标
本论文拟设计以氧化镁脱硫废渣等固废为原料，开发无机纳米材料改性阻燃环氧树脂材料。重点研究：采用硅烷偶联剂对纳米二氧化硅（SiO2）进行表面改性，制备有机改性纳米二氧化硅（O-SiO2），并与，并与环氧树脂（EP）合成EP/O-SiO2纳米复合材料。按照配方将膨胀性阻燃剂（如多聚磷酸铵、季戊四醇、三聚氰胺等）、改性纳米材料混合，得到产品。测试阻燃性质获得最佳配比。
3. 研究的方法与步骤
1. O-SiO2的制备
利用去离子水洗涤SiO23次，80 ℃烘箱中干燥12 h备 用。将干燥SiO2置于V(HCl)∶V(H2O)=1∶7
的混合溶剂，室温下搅拌2 h。继续静置24 h，用去离子水洗涤混合物，在 80 ℃烘箱中干燥 12 h，得到酸化的 SiO2。将硅烷偶联剂 KH550放入V(乙醇)∶V(H2O)=18∶1的混合溶剂，并调整混 合溶液的pH值为4-6。将KH550溶液加入酸化的SiO2水 溶液中，80 ℃下搅拌反应3 h，其中KH550的体积为SiO2 的8%。通过离心和干燥纯化处理，获得O-SiO2。
4. 参考文献
1. 冉国文,许贺,刘晓东,等. KH550改性PEPA对PP/IFR体系阻燃、耐水和力学性能的影响[J]. 塑料工业,2017,45(10):134-138,101. DOI:10.3969/j.issn.1005-5770.2017.10.031.
2. 王迪,苏明,张胜,等. APP/BF-KH550协同阻燃热塑性聚氨酯的性能[J]. 工程塑料应用,2020,48(1):114-118. DOI:10.3969/j.issn.1001-3539.2020.01.023.
5. 计划与进度安排
（1）2024-2023-1学期17-20周~2024-2023-2学期第1周~第2周，查阅资料，配方优化设计，准备开题报告，外文论文翻译；
（2）第3周~第5周，配方设计、实验、初步设计；
（3）第6周~第9周，整理数据，工艺流程设计；按照设计要求，完成工艺设计，包括设备选型、工艺流程、IFR合成设备结构设计、辅助设备设计、车间设计（平面布置、水电气设计等）等，确定设计参数、工艺参数；
以上是毕业论文开题报告，课题毕业论文、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
