湿法脱硫系统中的核心动力部件是循环浆液泵,服役环境恶劣。其中主要过流部件叶轮等在循环浆液中不停受到腐蚀、冲蚀以及汽蚀等问题,冲蚀磨损程度严重。根据目前金属叶轮普遍工作寿命较短的情况,使用耐磨复合材料替代金属材料制作叶轮,被认为是针对这一问题的低成本解决方案。环氧树脂基复合材料固化后力学性能良好,耐磨性强,固化收缩率小,是优良的一体成型以及涂覆材料。本文通过对实验室研发的混填颗粒环氧树脂基复合材料固化过程中的流变特性、固化反应以及固化后的力学性能研究,为其制定合适的成型工艺,用以解决电厂浆液泵的磨损问题。首先,对颗粒级配树脂基体固化过程进行化学流变学检测,确定固化过程中凝胶点温度;使用Castro和Macosko经验方程描述体系复合粘度同温度以及固化度变化关系,并与实际情况进行拟合,建立流变学模型;标明实际固化过程中体系复合粘度在200~800m Pa·s内的保持时间、温度范围以及合适的升温速率。由此得出适用于不同成型工艺的温度与时间参数,对实际操作提供理论指导。其次,对树脂基体的固化反应过程进行热流扫描(DSC),建立树脂体系的固化反应动力学模型,确定为自催化模型;通过模型描述了固化度与反应温度,反应速率以及反应活化能的关系;使用外推法求得体系阶梯固化的三个特征温度,优化了阶梯固化工艺;研究了混填颗粒及其表面改性对体系固化反应的影响,表明两种方式均不改变体系固化反应机理,混填颗粒会增大固化反应位阻延迟效应,而使用硅烷偶联剂的表面改性方法则可以改善这种情况。对固化反应中的温度参数、填料以及助剂进行研究,为实际工艺中的相关选择提供指导依据。最后,对固化成型后的试样进行热动态机械分析(DMA),通过力学模量及玻璃化温度转变点测量,对比了颗粒混填,表面改性对材料最终力学性能的影响。表明以上两种方式可以极大地提高树脂固化体系的弹性模量,增大材料的硬度。还验证了后固化处理以及提高阶梯固化温度处理对材料力学性能的影响,其效果并不明显,表明实验室目前使用的阶梯固化温度可以使体系进行较完全的固化。综上,通过不同热分析方式对体系固化过程进行研究,确定了较为合理的固化工艺参数,对比了不同工艺对成型复合材料力学模量的影响。基于以上研究,本文认为实验室研发的混填颗粒环氧树脂基复合材料是可以替代金属叶轮或进行表面涂覆的优良材料。