用广泛的Al/P摩尔比率制备的甲烯酸地质聚合物的结构研究

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 地质化学 地质化学
• 可持续的建筑材料 可持续的建筑材料

背景情况:

• 地质聚合物为传统材料提供可持续的替代品,减少二氧化碳排放.
• 酸激活的甲高地质聚合物由于其弹性而显得有前途.
• 了解组成-结构-特性关系是优化地质聚合物性能的关键.

研究的目的:

• 综合评估基于甲高的地质聚合物,这些聚合物具有不同的Al/P摩尔比率.
• 绘制构成,结构和机械性能之间的关系.
• 为了研究纳米级结构特征和阶段演变.

主要方法:

• 合成了六种基于甲的地质聚合物配方,其Al/P比为0.8-4.0.0.
• 使用X射线粉碎衍射 (XRPD),小角度X射线散射 (SAXS),里埃变换红外光谱 (FTIR) 和固态核磁共振 (ssNMR) 的结构分析.
• 机械测试,包括压力和屈曲强度测量.

主要成果:

• 确定了大约1.5的最佳Al/P比,从而产生了同质的AlVI-O-P网络和最高的压力强度.
• 富含酸的系统表现出明显的曲和压力强度,曲强度增强与水合域相关.
• 在低温固的富含酸的化合物中,XRPD揭示了不常见的Si-P晶体相 (SiP2O7,Si5P6O25).
• 萨克斯提供了对构成依赖的纳米级域 (大约18-50纳米) 的见解.

结论:

• 在Al/P ≈ 1.5的稳定度控制优化了地聚合物结构和机械性能.
• 在富含酸的系统中,甲甲烯去化会影响机械性能.
• 这项研究提供了关于--酸盐地质聚合物的纳米结构和相位演变的见解.
• 研究结果突出了在具有挑战性的环境中提高地质聚合物性能的策略.