化工新型材料

2015-04-23 10:57
新材料产业 2015年5期
关键词:聚乳酸碳纤维材料

新型绿色沥青添加剂问世

据报道,木质素和沥青都由一个大分子和众多碳环组成。不少科学家认为这种相似性意味着就像其他聚合物添加剂一样,只需将木质素混入沥青即可。但是斯拉哥特博士发现,木质素必须从分子水平上与沥青相结合,而不是简单的混合在一起。通过整合木质素,他的团队最终实现了将沥青用量减半的成绩。

斯拉哥特的团队已经开发出多种不同功能的木质素与沥青混合物,以适应不同的气候和环境。对于温度较高的地区,新型沥青能够避免路面车辙的出现,增加道路的使用寿命;对于常年气温较低的地区,木质素的使用又能减少沥青变硬变脆的情况,让沥青路面具有更好的柔性,从而减少损坏几率。当被用于处理屋顶的密封剂时也同样如此。该团队计划今年建造一条100m长的自行车道,以演示新型沥青的优异性能。

斯拉哥特说:“与传统的沥青相比,木质素混合物无论在成本还是性能上都占据优势,且它们还极为环保和安全。到时候,你会非常吃惊地得知这一点——其实我们每天都会吃下很多木质素,它们大都来自于蔬菜和水果。”(科技日报)

英研发下一代滤膜提升工业生产效能

据报道,过滤膜在水处理、石化和制药等行业都有大规模应用,是一项重要工业用材料。英国帝国理工学院近日发布公告说,该校将与英国多所院校合作开发新一代膜材料,以提升工业生产效能。

全球大量能源都消耗在各类过滤作业中,比如污水处理、石化精加工等,但目前使用的滤膜存在许多缺点,包括寿命短、使用能耗高、制造成本高昂。

据介绍,帝国理工学院与巴斯大学、曼彻斯特大学以及纽卡斯尔大学联手创立了一个专门的科研合作体,共同研发能提升工业用膜效能的新材料。其中一个由帝国理工学院主导的项目,将研究如何利用高分子聚合物和陶瓷来制造新一代膜。

研究人员说,目前的工业用膜使用一段时间后渗透性会变得非常差,导致过滤效率降低,增加能耗。如果使用高分子聚合物和陶瓷来制作膜,有望解决这一问题,让它能在更长时间内保持较高的过滤效率。

参与这一项目的帝国理工学院教授安德鲁·利文斯顿说,现代社会尽管大量使用膜来进行从水到油品的过滤作业,但这类膜的制造材料在过去很长一段时间里都没有太多改变,这影响了膜的使用效率,研发中的新一代膜有望改变这一现状,进而让多个工业行业的生产获益。(新华网)

阿克苏发布新型高反射粉末涂料

據报道,阿克苏诺贝尔近日发布了一款全新粉末涂料产品——“Interpon ReFlex高反射粉末涂料”,该涂料可提升各类灯具高达30%的照明效率。

依靠优异的反射特性,这款由粉末涂料战略市场业务集团研发的粉末涂料可进一步帮助客户降低能耗。同其他粉末产品一样,它属于非溶剂涂料,不含挥发性有机化合物(VOC)。

“无论LED、荧光灯、卤素灯或其他光源,在额定功率下,Interpon ReFlex高反射粉末涂料能帮助灯具反射出更强更亮的光。”阿克苏诺贝尔粉末涂料西欧区域市场经理Mark Reekie补充道:“相比其他非涂料解决方案,除了稳定优异的高反射性能,Interpon ReFlex高反射粉末涂料还具备杰出的抗冲击性和柔韧性,其耐腐蚀和抗紫外线的等级也更高,施工也更为简便。”

目前,Interpon ReFlex高反射粉末涂料已获得北美主要照明厂商的认可。2015年这款新型粉末涂料将在全球上市。(涂料工业)

美国开发太阳能绿色化工

据报道,美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室和加州大学伯克利分校科学家合作,开发出一种混合系统,能模拟自然界植物的这种光合作用过程。在人工光合作用研究领域,可能迎来一次改变游戏规则的突破:开发出一种二氧化碳捕获系统,并利用太阳能将捕获的二氧化碳转化成有价值的化学产品,包括可生物降解塑料、药物甚至液体燃料。

“我们相信,这一系统是人工光合作用领域的一次革命性飞跃,有望从根本上改变化学和石油工业。”研究负责人之一、伯克利实验室材料科学部化学家杨培东(音译)说,“我们能以完全可再生的方式生产出化学品和燃料,而不是从地底深处提取它们。”

“目前我们正在研究第二代系统,把从太阳能到化学产品的转化效率提高到3%,”杨说,“等我们在成本效益上达到了10%的转化率,把这一技术推向商业化就切实可行了。”相关工作人员表示。(科技日报)

英国提出氢燃料水上概念飞机

据报道,英国研究人员提出了一种氢燃料水上飞机的概念设计。这种飞机不但运力和环保性大幅超越现有飞机,还无需投入大量资源修建陆上机场。

英国帝国理工学院究人员设计的概念水上飞机包括能满足中程和远程运输需求的型号,最大的一种可一次运载2 000名乘客,而目前世界最大客机,空客A380一次最多只能运载约800名乘客。

研究人员说,通过采用新材料技术,水上飞机将具备超越陆上起降飞机的性能。此外,海上机场的建设成本也要低于陆上机场。这款概念飞机的造型采用了“翼身融合体”设计,类似美国隐形轰炸机B-2的放大版。研究人员说,这能保证最大限度地降低空气阻力,从而提高燃油效率。

由于同样质量下,氢燃料体积是航空煤油的4倍,所以较大的机身空间和运载能力也让飞机使用氢燃料成为可能。(新华网)

聚乳酸/生物质复合材料获得系列进展

由于聚乳酸相对于石油基塑料具有优异的生物可降解性,使其能够在一次性注塑、发泡和吹膜领域大规模替代石油基塑料来解决日益严重的“白色污染”问题,目前已经得到全世界的大力推广。鉴于此,我国近年来也在相关领域颁布了相应的法律法规禁止非降解一次性塑料的使用。

针对聚乳酸存在的耐热性差、价格高、韧性差等难题,中国科学院宁波材料技术与工程研究所生物基高分子材料研究团队对此作了深入的研究,并取得了系列进展。在前期的工作中,该团队通过合成聚乳酸用生物基结晶成核剂成功解决了聚乳酸耐热差的关键问题,从而拓展了聚乳酸在传统塑料等相关领域的应用范围,但这种耐热改性又会进一步增加聚乳酸的成本,进一步限制其在一次性应用领域的应用。目前,价格较高(相对于传统石油基通用塑料)是限制聚乳酸广泛应用的关键因素。近年来,为了降低聚乳酸的应用成本并保持聚乳酸的生物可降解,利用价格低廉、来源广泛、可生物降解和持续利用的生物质,如木质素、纤维素、竹粉和淀粉等生物质填充复合聚乳酸已经成为环保塑料中发展最为迅速的一个方向。

但是,在聚乳酸/生物质复合材料中,由于聚乳酸与纤维素、淀粉或竹粉等生物质填料之间亲疏水差异明显,導致聚乳酸/生物质复合材料界面相容性非常差。针对该问题,该团队首次利用高活性反应型生物基增容剂如环氧大豆油、环氧腰果酚壳油、衣康酸环氧树脂、柠檬酸环氧树脂等对该类复合材料进行了界面改性研究,制备出了高性能且满足应用要求的全生物基可降解环保型聚乳酸复合材料。(中国科学院宁波材料技术与工程研究所)。

橡胶复材解高温高压密封难题

据报道,胜利油田石油工程技术研究院浅海所研制出一种改性氢化丁腈橡胶(HNBR)复合材料。这种材料可以满足井下工具在170℃条件下长期密封的需要,将为实现我国深层油气藏的高效开发提供有力的技术支持。

据介绍,研制出的橡胶复合材料密封件耐温超过170℃,适应压差超过35MPa,有效期超过1年。形成一套耐高温高压橡胶复合密封技术,满足深层油气藏井下工具高温高压密封要求,可实现深层油气藏的高效开发。截至目前,该项技术已在现场成功应用5井次,圆满完成高温高压井的分层酸化、分层注水等施工任务,累计增油1 762t。

据介绍,随着国内各油田的深入开发,低渗透油藏中的深井、超深井数量越来越多,满足深井高温井下开采的工具已成为迫切需求。胜利工程院于2012年开题立项“高温高压新型橡胶复合密封技术研究及应用”研究,经过3年多的艰苦攻关,优化并形成一种耐高温高压橡胶复合密封材料配方,开发高温条件下橡胶材料寿命预测方法,完成了胶筒及辅助件数值模拟与结构优化,并研发相关配套工具进行现场试验。(中国化工报)

我国全钢胎首用EB预硫化技术

据报道,我国首套电子束(EB)预硫化装置已在双钱集团(江苏)轮胎有限公司的全钢子午线轮胎生产线中成功应用。在中国化工学会主持召开的成果鉴定会上,双钱集团、武汉久瑞电气有限公司等合作完成的EB预硫化装置在全钢子午线轮胎中的应用技术项目通过鉴定。评审专家认为,该项目填补了我国电子束预硫化装置在全钢子午线轮胎中的应用空白,技术达到国内领先、国际先进水平。

双钱集团是国内第一家轮胎上市企业,在轮胎行业中占有重要地位;武汉久瑞电气有限公司是国内唯一一家专注于EB预硫化装置及其应用技术研发的高新技术企业。在双方的共同努力下,我国首套EB预硫化装置及其应用技术在双钱集团(江苏)轮胎有限公司的全钢子午线轮胎生产线中成功应用。

据介绍,EB预硫化技术在国外轮胎行业中已经被广泛应用,是子午线轮胎绿色生产的核心技术之一。该技术通过EB预硫化装置激发的高能电子束作用于轮胎部件,从而激活胶料中的橡胶大分子,产生橡胶大分子的活性自由基,使橡胶大分子间进一步发生C-C键交联形成三维网状结构,以达到提升轮胎部件的物理机械性能的目的。(中国化工报)

世界首例有机光电材料“夜明珠”问世

据报道,近日,有机电子与信息显示国家重点实验室培育基地、江苏省柔性电子重点实验室、南京工业大学先进材料研究院黄维院士领衔的IAM团队在有机合成材料中成功观察到这种长余辉现象,研制出纯有机的“夜明珠”。自古以来,“夜明珠”被认为是稀世珍宝,其因含有特殊的无机矿物元素而长时间发光的长余辉现象,也为历代人所热衷。相关成果在国际顶级学术期刊《自然·材料》上发表,引起了业界广泛关注。

团队专家介绍,有机长寿命发光材料是一类具有独特发光机制的新型材料,该类材料集成了有机材料的柔性与余辉材料长寿命发光等优点,在疾病诊断、生物细胞成像和货币防伪等光电子学各领域均具有重要意义;同时,该研究在有机光电功能材料的激发态调控上也有着广阔的应用前景。譬如在有机太阳能电池方面,延长激子扩散距离,从而提高器件性能;在生物领域,可以有效地消除背景荧光等等;在数据加密和信息防伪领域,可以实现无需精密仪器的裸眼观测。以人民币防伪为例,只需将太阳光照射后的人民币移至暗处,就可看到不同颜色和不同持续时间的长寿命发光,实现颜色和寿命的双重防伪。这一原创性研究成果对深入了解有机光电功能材料的发光行为具有重要的科学意义,同时也拓展了有机光电功能材料在数据加密方面的新应用,发展了信息安全领域的新技术。”黄维院士评价说。(人民网)

高模高强碳纤维制备有望国产化

据报道,近日,由北京化工大学承担的北京市科委新材料专项课题“M40J高模高强碳纤维国产化制备技术研发”通过专家验收。

M40J高模高强碳纤维是支撑航天技术发展的重要结构材料。该课题突破了国产M40J级高模高强碳纤维石墨微晶叠层厚度的调控、原丝牵伸匹配和预氧化环状结构含量控制等关键技术,形成了原丝和预氧化碳化石墨化的完整制备工艺,能满足卫星结构用碳纤维的基础指标要求。在此基础上,课题组形成了百千克级/年国产M40J级碳纤维的小批量样品提供能力,并建立了国内第一个M40J级高模高强碳纤维复丝拉伸性能测试方法。

课题在执行期间,申请发明专利3项,形成的国产M40J级碳纤维制备成套技术,为产品工程化制备及更高级别高模高强碳纤维的研发奠定了基础。(中国化工报)

浙江省国产首套大型聚碳酸酯装置一期建成投产

每年吃掉3.6万t二氧化碳,再辅以周边石油化工企业的副产原料,生产出10万t聚碳酸酯——一种国内市场急需却大量依赖进口的树脂,像百姓家中的电脑、手机外壳、光碟、纯净水桶都是用它做成的。

据报道,在国家级石化工业园区里的宁波浙铁大风化工有限公司,建成我国第一套国产的大型聚碳酸酯装置,它的成功标志着我国聚碳酸酯工艺技术取得了重大突破,改写了国内无万吨级以上自主工业化此类装置的历史。

而刚刚建成达产的“浙铁大风”年产10万t聚碳酸酯项目,在实施中探索了一条“中外联合设计、系统集成,关键设备国际采购,逐步提升设备国产化率”的发展模式,即在优化组合国内外先进工艺技术的基础上,自制工艺路线,实现集成创新。不但产品质量达到了世界行业龙头企业水平,而且装置和工艺拥有自主知识产权,打破了国外行业巨头的垄断。“浙铁大风”此次投产的10万t级非光气法聚碳酸酯生产装置,可实现原料全过程循环利用。相对于过去的光气法,不会产生大量含酚废水,不使用剧毒的光气,而且每年能够消耗3.6万t二氧化碳,真正实现了绿色化工的目标。该装置一举提升了我国在这一领域的工业化生产水准,不但规模化、工业化达标了,而且产品关键指标均达到行业龙头企业同类产品水平。

据悉,该项目已经申报12项专利,其中7项实用新型专利已授权,5项发明专利进入实质审查阶段。目前,浙铁集团正依托聚碳酸酯项目着手组建国家级的工程中心,与国内知名院校合作开发高经济附加值的应用领域,比如为高性能PC基改性塑料提供特种高端原材料,开发聚碳酸酯合金及改性聚碳酸酯产品,通过高端化发展谋求市场。(浙江日报)

山东首家碳纤维采暖基地正式投产

据报道,3月29号,碳纤维采暖产业化基地在荣成石岛管理区顺利下线,这标志着山东省首家碳纤维绿色智能采暖产业化基地正式投产。

当日上午10点,中天碳暖股份有限公司工作人员摁下启动装置,由该公司自行研发、具有自主知识产权的首批高性能碳纤维发热线缆等绿色智能采暖系统核心部件一次试制成功,顺利下线。据介绍,碳纤维采暖技术是利用高等级碳纤维材料,以电力为能源,实现低功率、大面积、低温辐射的一种新型绿色智能采暖技术,具有构造简单、电热性能优异,方便智能控制,利于行为节能等特点。

专家测算,与燃煤、燃油、燃气等传统采暖方式相比,碳纤维采暖每1万m2采暖面积在一个采暖季可节约煤68.25t,无二氧化炭、二氧化硫、氮氧化物及粉尘排放。推广应用碳纤维采暖技术及产品,将成为做好供热保障和大气污染治理,优化能源结构,推动经济转型升级的重要举措。基地一期工程全部达产后,年可实现碳纤维线缆产能180万m,带来巨大经济效益和社会效益。

今年年初,石岛管理区瞄准绿色智能和新材料产业前沿,从吉林省引进了碳纤维行业领先企业中天碳暖股份有限公司,并以此为依托,建立包括研发、生产、销售及工程技术服务等全产业链的碳纤维绿色智能采暖产业化基地。该企业致力于国内城市绿色智能化供暖系统、农业节能智能化恒温解决方案、可穿戴保温产品、可移动散热器材、工业管线伴热系统等领域研究、开发和应用。据悉,中天碳暖碳纤维采暖产业化基地落户石岛管理区,仅用3个月就顺利投产。(齐鲁晚报)

河南年产3 000t丁二酸酐新工艺项目产出合格品

据报道,近日,由河南能源化工集团研发的年产3 000t丁二酸酐新工艺项目完成技术转化,实现满负荷运转,并顺利生产出合格产品,在国内首次实现了连续化生产。

自2010年起,该集团与山西大学合作开发了“千吨级顺酐加氢制丁二酸酐”项目。经小试、中试采集数据完成了年产3 000t的工业化示范工藝包,并在所属的鹤壁精细化工公司建成工业化示范装置,顺利实现满负荷运转。

该装置原料转化率在99%以上,产品纯度在99.5%以上,品质达到了荷兰进口产品的各项指标要求。同时该工艺具有操作简便、经济、环境效益显著等优点,在国内首次实现了丁二酸酐的连续化生产。

据了解,丁二酸酐是一种重要的有机合成原料,广泛用于医药、农药、精细化工、醇酸树脂等领域。该项目的成功开发将缓解国内外丁二酸酐紧缺现状,激活新型煤化工产业链,实现焦油化工产业链升级与转型,提高煤炭的综合利用价值。(河南省工业和信息化厅)

贵州毕节方解石生物降解塑料年产值2.58亿元

在尚昆生物降解塑料生产项目车间,生物降解塑料吸引观摩代表驻足观看。据悉,取用贵州方解石为主要原材料加工而成的生物降解塑料,安全降解只要153天。产品不仅环保,而且价格与石化塑料相当,低于粮食塑料至少3倍,市场竞争力强,发展潜力巨大。

据介绍,200元的方解石可转化为17 000元的产值,现在该项目每年可生产可降解塑料袋1 200t,年产值2.58亿元,生产可降解一次性餐具1 500t,年产值0.3亿元,产品销往国内外(。贵州日报)

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