化工新型材料

2015-04-23 10:57
新材料产业 2015年9期
关键词:凝胶碳纤维

美国开发出二氧化碳直接转化碳纤维技术

物理学家组织网8月19日报道,美国乔治·华盛顿大学的一个研究团队开发出一种将大气中的二氧化碳直接转化成在工业和消费领域都十分紧俏的碳纤维的技术,有望推动解决全球变暖问题的进程。

该团队在美国化学协会(ACS)第250屆全国会议暨博览会上提交了这一新研究。该研究带头人、乔治·华盛顿大学的斯图尔特·利希特说:“我们发现了一种利用大气中富集的二氧化碳生产碳纳米纤维的方法。这种纤维可制成强大的碳—碳复合材料,用于制造波音787‘梦想客机、高端体育设备、风力涡轮叶片和其他一系列产品。”

研究人员称,该研究可将造成全球变暖问题的二氧化碳变成最热销的碳纳米纤维制造原料。利希特称其方法为“来自天空的钻石”。

利希特说,他们的方法高效、低能耗,只需几伏的电力,有充足的阳光和大量的二氧化碳即可。该系统使用电解合成纳米纤维:在熔融碳酸盐的750℃高温电解槽中,通过镍和钢电极的热及直流电使二氧化碳溶解,碳纳米纤维可以在钢电极形成。

这一系统通过混合动力和高效聚光太阳能系统来提供热量和电力。利希特估计,这个“太阳热能电化学过程”的电能成本大约为每吨碳纤维产品1 000美元,系统的运行成本比产出价值少数百倍。

目前该系统正在实验中,研究人员面临的最大挑战是如何积累经验、提高生产能力,生产出大小一致的纳米纤维。利希特说:“我们正在迅速扩大生产,应该很快就能在一个小时内产出大量的纳米纤维。”(科技日报)

旭化成22亿美元收购美车用电池隔膜生产商

据报道,日本旭化成公司8月27日宣布,已于26日完成了对美国电池绝缘体生产商Polypore International公司的收购。旭化成今后将强化因环保而有望增长的电动及混合动力汽车相关业务。

日本旭化成以约22亿美元的价格收购该公司的车用电池隔膜业务。作为该交易的一个关联交易,在旭化成收购Polypore之前,美国3M公司将以大约10亿美元的价格收购Polypore剥离出来的医疗及工业用高分子隔离膜业务。旭化成公司将获得本次资产出售所得的现金价款。

在隔膜领域,日本厂商的竞争优势正在形成。东丽排名第2,居世界首位的旭化成拥有34.9%的市场份额,此次被收购的美国Polypore International公司居第3位。(中化新网)

帝人开始在泰国生产新型芳纶纤维

据悉,日本帝人公司旗下全资子公司帝人(泰国)公司近日表示,公司已经开始在泰国大城府邦巴茵工业园区生产新型间位芳纶纤维“Teijinconex neo”,这是一种新型的具有高耐热和后染色性能的芳纶纤维。帝人公司是首家在东盟地区生产高功能高性能纤维的公司。

帝人公司投资约45亿日元(3 630万美元)建设这家设计产能为2 200t/a的工厂,当前已经开始运营,员工人数为70人。Teijinconex neo拥有卓越的耐热和染色性能,可以为防护服的设计和制造提供非常多样化的解决方案。当前亚洲和全球其他地区对于耐热阻燃材料的需求正在日益增长,帝人计划在全球防护服市场取得领导地位,到2020年实现销售收入200亿日元。(PUWORLD)

PTT全球化学公司继续推进聚氨酯项目

据报道,PTT全球化学公司表示,其董事会已经同意继续聚氨酯综合设施建造计划的研究,该设施位于罗勇,将耗资10亿美元(350亿泰铢)。

总裁兼首席执行官Supattanapong Punmeechaow表示“PTTGC已同意与日本丰田通商集团及三洋化工共同进行2个石化项目的工程和设计研究。分别是与丰田合资的产能为20万t/a的环氧丙烷项目及与丰田和三洋共同合资的产能为13万t/a的聚醚多元醇项目。各方在决定是否于明年推进该项目。”他还表示,“中国经济发展放缓不会影响公司,因为出口到中国的产品仅占总量的5%~10%。”(PUWORLD)

巴斯夫全新树脂装置在中国上海建成投产

据报道, 8月12日,巴斯夫全新的树脂和电泳漆生产装置在上海化学工业区建成投产。巴斯夫在全球建立生产设施,尽力贴近客户进行生产,全新装置将进一步增强其在亚太区的本地生产网络。

在开业典礼上,巴斯夫集团涂料部总裁凯礼博士说:“新装置将成为巴斯夫优质涂料全球生产网络的重要组成部分,体现了我们支持亚太区汽车行业长期发展的坚定承诺。”

巴斯夫亚太区总裁(职能管理)、大中华区总裁兼董事长侯宇哲博士补充道:“作为亚太区战略的一部分,我们的目标是实现亚太区销售产品的75%来自于本地生产。通过投资兴建本地生产设施,我们能更好地为亚太区客户及时提供定制的解决方案。”

“亚洲的汽车行业正在发展壮大。这一新装置和去年投产的汽车涂料装置将提供必要的产能,支持客户的增长和成功。我们将继续在亚洲市场投资研发、应用技术和生产设施,满足客户日益增长的需求。”巴斯夫涂料系统亚太区高级副总裁费培德说。

新装置坐落于上海化学工业区,与毗邻的汽车涂料装置完全整合,从而在战略上实现更好的协作优势,并提高生产效率。这2座装置将进一步巩固巴斯夫作为亚太区领先的创新涂料产品供应商的优势地位,尤其对于汽车等高增长型行业而言。(巴斯夫官网)

我国首套丙烯和异丁烯联合生产装置成功开车

据报道,8月12日,山东京博控股股份有限公司采用霍尼韦尔UOP工艺技术建造的C3/C4脱氢联合生产装置成功开车。我国首例脱氢联合生产装置的开车将帮助满足亚洲地区对塑料、高辛烷值汽油和合成橡胶的增长需求。

霍尼韦尔UOP C3/C4 Oleflex 工艺装置采用催化脱氢的方式将丙烷和异丁烷分别转化为丙烯和异丁烯。该工艺采用混合脱氢的方式,将所有流程整合在一个装置中进行生产。和其他同类工艺相比,该技术已被验证是拥有最低的生产成本和最高的投资回报。

山东京博的新建装置位于山东省滨州市,计划年产丙烯11.6万t,异丁烯10.4万t。

除山东京博外,目前另有2家中国生产商也采用了霍尼韦尔UOP C3/ C4 Oleflex工艺。其中东明石化集团计划年产丙烯和异丁烯26.5万t,东营利源计划年产22万t。2家厂商同时还采用了霍尼韦尔U O P b u t a m e rTM工艺,将正丁烷转化为异丁烷,提高Oleflex装置进料的灵活性。(美通社)

我国掌握干喷湿纺碳纤维关键技术

据报道,中复神鹰碳纤维有限责任公司传来消息,其与东华大学、江苏鹰游纺机有限公司联合承担的千吨级高强型、高强中模型干喷湿纺高性能碳纤维关键技术及产业化项目已经通过中国纺织工业联合会组织的成果鉴定。由中国工程院院士孙晋良、蒋士成等组成的鉴定专家组认为,中复神鹰率先建成了基于干喷湿纺工艺的碳纤维生产线,其中千吨级规模SYT49(T700级)和百吨级规模SYT55(T800级)生产线均实现连续稳定运行,技术水平达到国内领先,产品部分性能指标超过国外同类产品水平,可完全替代进口。

在该项目实施过程中,中复神鹰研制出了高效换热的60m3大型反应釜,实现了高均匀性、高可牵伸性聚合物溶液的制备;开发了多工位、長稳态、高纺速干喷湿纺工艺及关键装备,纺丝速度达到300m/min以上;突破了干喷湿纺原丝细旦化、高取向化技术;开发出干喷湿纺原丝快速预氧化技术,有效缩短了预氧化时间,SYT49和SYT55产品性能达到了国际同类产品水平。

该项目还在国内率先建成了基于干喷湿纺工艺的碳纤维生产线,使中复神鹰成为继日本东丽和美国赫氏公司后,世界上第3家实现高性能干喷湿纺碳纤维产业化的企业。其中千吨级SYT49、百吨级SYT55产品已成功应用于电缆复合芯、碳/碳热场材料、建筑加固、体育休闲等领域,取得了良好的社会经济效益。此外,SYT49碳纤维已在压力容器、风力叶片、抽油杆、汽车等一般工业领域进行了试用,效果良好。就在不久前,中国航天科技四院与中复神鹰已就碳纤维复合材料应用达成合作意见,下一步双方将开展碳纤维在航天复合材料上的应用评价。

据了解,目前国内绝大多数碳纤维生产企业采用湿法纺丝制备T700级或T800级碳纤维。与传统湿法纺丝不同,干喷湿纺技术有着生产效率高、碳纤维品质好、生产成本低等优点。目前世界80%的碳纤维是干喷湿纺丝工艺。国际碳纤维行业的领军企业,如日本东丽、美国赫氏等都以干喷湿纺技术见长。此前干喷湿纺碳纤维以其价格和性能优势,大量应用于波音和空客民用飞机及其他高端装备上。受限于高端碳纤维的空白现状,我国国产碳纤维在航空、航天等高端领域的应用则非常有限。(中国化工报)

航空喷气燃料新型防冰剂研制成功

据报道,航空喷气燃料某新型防冰剂试飞试用取得成功。该型防冰剂在国内尚属首创,能够大幅提升飞机飞行安全指数。

该型防冰剂研究项目负责人、空军某油料研究所工程师刘多强告诉记者,飞机在空中看似自由翱翔,实际上也会受很多因素限制。由于航空喷气燃料自身含有一定水分,在高空低温环境下长航时,易产生冰晶,造成发动机油滤堵塞,进而引发发动机空中停车险情,国外曾因此发生过机毁人亡的惨剧。

针对这一问题,空军某油料研究所成立课题组,多次到相关厂家和部队调研了解情况,采集分析上百组样本数据,数十次更改调整工艺配方,历经数年研究取得重大突破。数百小时的飞行试验数据表明,战机加注了该型防冰剂后,在-70℃的环境下可保证发动机正常供油,不会产生冰晶,提升了新型战机高空低温环境下长航的防冰性能。

此外,相对传统防冰剂,该新型防冰剂还提升了储存运输的安全性。刘多强介绍说,一个叫做“闪点”的指标衡量着防冰剂的安全性,该新型防冰剂的闪点被提高到了92℃,与传统防冰剂27℃的闪点相比,安全性大幅度提升。(解放军报)

我国玻璃行业首个国家重点实验室通过验收

据报道,依托蚌埠玻璃工业设计研究院和中国洛阳浮法玻璃集团有限责任公司建设的浮法玻璃新技术国家重点实验室7月底通过了由国家科技部组织的建设验收。以中国工程院副院长徐德龙院士为组长的验收专家组一致认为,该实验室超额完成了建设计划任务,研究方向正确,重点突出,成果丰硕,特色鲜明,实现了建设目标。

“浮法玻璃新技术国家重点实验室是玻璃行业首个国家重点实验室,主要解决国家经济社会发展中所需的玻璃新技术领域的重大关键课题,引领玻璃行业科技发展方向。”验收专家组表示。

据介绍,实验室自国家科技部批准建设以来,蚌埠玻璃工业设计研究院等依托单位投入近亿元,新增设备77台套,新增实验室面积8 000m2,建立了相应的规章制度和运行机制,紧密围绕高品质浮法玻璃技术、节能减排技术、玻璃功能膜材料设计和镀制技术、玻璃新材料4个方向,开展了前沿、共性、重大关键技术研究,在电子信息显示用超薄玻璃、光伏玻璃、超白超薄玻璃、玻璃节能减排技术等方面取得一系列重大创新成果,居国际前沿水平,获国家科技进步二等奖2项,省部级科技类奖8项,发表论文44篇,授权发明专利45件,拥有研究人员84名,其中国家“千人计划”3名,博士11名,硕士27名。

验收专家组认真审阅了实验室的建设计划任务书和建设验收申请报告,出具了验收意见,并建议进一步凝炼研究方向,进一步加强用窑炉尾气预热原料技术的研发,提升实验室发展目标,原创性地开发出具有中国自主知识产权的新一代浮法玻璃技术,努力建成引领行业进步的国际一流实验室。(科技日报)

高导热石墨膜项目中试成功

据报道,近日水富云天化有限公司的高导热石墨膜项目中试生产线成功生产出合格产品。此次生产的高导热石墨膜材料导热系数高、导热均匀、散热效果好,为笔记本电脑、智能手机等电子产品的轻量化和超薄化提供了高端导热散热材料。

高导热石墨膜也称为高结晶度石墨膜,属于高分子碳材料,是由具有高定向度的有机高分子膜在惰性气氛下加压炭化、并经高温石墨化处理制得的一种新材料。据云天化石墨膜项目技术负责人杨晓战博士介绍,目前,国内大部分厂商的石墨膜产品主要用于普通手机,像苹果、小米等高端手机,几乎采用外企生产的导热膜材料。

云天化集团在去年建成的首条2万m2/a高导热石墨膜试验生产线的基础上,今年又新增了4条2万m2/a高导热石墨膜中试生产线。据了解,云天化石墨膜项目现有的5条生产线可实现每年10万m2的产能。下一步,云天化将根据市场反馈情况,在水富县楼坝工业园区新建产业化生产线进行大批量生产。(云南省发展和改革委员会)

硅藻新材料创新技术产业联盟在北京正式成立

据报道,日前,硅藻新材料创新技术产业联盟在北京正式成立。该联盟的成立,旨在进一步提升硅藻泥行业的核心竞争力,提升产业技术创新能力,实现企业、科研机构和相关大专院校等在战略层面与战术层面有效结合,共同突破产业发展的技术瓶颈。

硅藻泥是一种天然环保、以硅藻土为主要原材料的内墙环保装饰壁材,具有消除甲醛、净化空气、调节湿度、释放负氧离子、防火阻燃、墙面自洁、杀菌除臭等功能。由于硅藻泥具有很好装饰性和功能性,在消费者更关注环保健康、个性化装饰的今天,硅藻泥逐渐赢得了市场的认可。据中国建筑材料联合会生态环境建材分会的统计,截至2014年底,硅藻泥生产企业近500家,经营经销的企业几千家,直接产值十几亿,劳动就业人员十几万人,硅藻泥已成为室内装饰壁材领域的新秀。

为进一步提升硅藻泥行业的核心竞争力,提升产业技术创新能力,中国建筑材料联合会生态环境建材分会发起成立“硅藻新材料创新技术产业联盟”。成立会上,70多家硅藻泥企业签署了“硅藻新材料创新技术产业联盟公约”。

该联盟以形成产业核心竞争力为目标,以企业为主体,围绕产业技术发展前沿,运用市场机制集聚创新资源,实现企业、科研机构和相关大专院校等在战略层面与战术层面有效结合,共同突破产业发展的技术瓶颈。联盟今后的主要任务是实现产学研的结合、建立公共技术平台、实施技术转移、联合培养人才、进行前沿性硅藻材料应用新技术的研发等。(中国新闻网)

气凝胶实现低成本定制化生产

据报道,中国航天科工集团三院306所(简称306所)传出消息,其研制开发出使用温域覆盖-100~2 500℃的系列化、规模化气凝胶材料,并可根据客户需求对材料性能进行调控定制。这不但解决了我国武器装备的关键材料问题,也在民用领域获得了推广应用。

气凝胶是一种具有纳米孔结构的轻质材料,是目前已知热导率最低的隔热材料。由于制备技术难度大,最初仅应用于宇航等特殊领域中。在306所科技人员的努力下,民用低成本气凝胶材料生产线已建成,可以批量制备大尺寸、不同规格、性能可调的高档气凝胶保温毡、柔性气凝胶布料等产品,具备年产4万m3气凝胶柔性毡和50万m2气凝胶柔性布的产能。其核心专利“一种多组元气凝胶复合材料及其制备方法”还获得了2014年度中国专利奖优秀奖。

据介绍,306所的气凝胶相关产品按照形态和用途分为气凝胶构件、柔性毡、柔性布3大类。气凝胶构件一般是针对特定的使用需求,通过精细化设计并制备出来的。科研人员通过调整配方及工艺,综合平衡材料的隔热性能、密度、可操作性、尺寸精度等各项技术指标,使构件具备最优的综合性能。例如,加入抗红外辐射剂,优选合适的增强纤维,使构件具有耐高温、隔热性能稳定、可机械加工等优点;采用特殊的表面处理技术和高温后处理工艺,使材料的强度满足精加工的要求,提高其抗高速气流冲刷的能力。这些不同功能的构件已成功应用于国防装备领域,推动了相关装备的升级换代。

在气凝胶构件技术的基础上,他们深入开展低成本技术研究,开发出了气凝胶柔性毡产品。该产品具有隔热性能优异、厚度可控、柔性好等优点,可以连续化批量生产。产品的幅宽可达1.5m,长度几十至数百米不等。在相同成本條件下,其隔热保温性能优于传统材料60%以上。该产品已经应用于热力管路、高速铁路车厢、大型舰船等保温领域,未来有望推动建筑节能、石油化工管道保温、高温炉体隔热保温等民用领域传统隔热材料的升级换代。

科研人员还通过对隔热型气凝胶技术进行功能拓展和材料改性,开发出了气凝胶柔性布。气凝胶柔性布是一种新型面料,具有质量轻、热导率极低、柔韧性优异、平整度高、疏水透气性和易用性良好等特点,适用于保暖服装、鞋帽、帐篷等户外用品和高温电子电气产品。目前,306所已经完成了气凝胶柔性布的中试生产以及气凝胶保温鞋的试制和初步推广。(中国化工报)

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