導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫好一篇高分子材料阻燃技術(shù)，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關(guān)鍵詞：高分子材料；阻燃技術(shù)；無(wú)機(jī)阻燃劑；鹵系阻燃劑

1高分子材料的阻燃機(jī)理

高分子材料能夠進(jìn)行阻燃是存在一定機(jī)理的，主要是由于破壞了高分子材料的結(jié)構(gòu)和成分，然后形成了新的保護(hù)膜，才能夠阻止材料燃燒。一般的阻燃原理可以從兩個(gè)方面來(lái)考慮，分別是隔離氧氣和降低溫度。隔離氧氣一般采用凝聚相阻燃機(jī)理，這種材料在燃燒的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生阻燃的細(xì)小分子，能夠中斷燃燒等鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，使得材料的熱分解溫度升高，并且在燃燒的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生水蒸氣，同時(shí)阻燃高分子材料中也存在著大量的氫氧元素，與空氣接觸后會(huì)產(chǎn)生水霧覆蓋在材料的表面，這樣便能隔離與空氣的接觸，達(dá)到阻燃的效果。經(jīng)過(guò)吸熱產(chǎn)生的水霧也能夠降低材料表面的溫度，還能夠堵塞材料內(nèi)部的孔隙，使材料形成一個(gè)密閉的環(huán)境，再次隔離與空氣的接觸。凝聚相在阻燃的過(guò)程中存在4中阻燃的模式，材料在燃燒的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生惰性氣體，能夠延緩材料的燃燒；在材料燃燒的過(guò)程中還會(huì)產(chǎn)生一些多碳?xì)饪?，達(dá)到阻燃的效果；在反應(yīng)的過(guò)程中還會(huì)吸收大量的熱量，通過(guò)降低表面溫度的方法來(lái)達(dá)到阻燃的效果；還有一些無(wú)機(jī)分子，這類分子的比熱容較大，在燃燒的時(shí)候分子之間會(huì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，使分子發(fā)生變化以達(dá)到阻燃的效果。這幾種反應(yīng)在機(jī)理中大致相同，但是在阻燃反應(yīng)中的機(jī)理還有很多，所以還是很難給高分子阻燃體系進(jìn)行一個(gè)系統(tǒng)的劃分。

2高分子材料阻燃劑的類別

2.1無(wú)機(jī)阻燃劑

無(wú)機(jī)阻燃劑主要是對(duì)無(wú)機(jī)化合物進(jìn)行加熱，分解得到的水蒸氣或者其他保護(hù)膜來(lái)隔斷材料與空氣的接觸，降低燃燒溫度來(lái)達(dá)到降溫的效果。同時(shí)無(wú)機(jī)阻燃劑也能過(guò)在燃燒的過(guò)程中產(chǎn)生水分，當(dāng)環(huán)境溫度比較高，水分會(huì)吸收熱量變成水蒸氣，降低環(huán)境的溫度達(dá)到阻燃的效果。另外一種是通過(guò)阻燃材料形成一種保護(hù)膜，比如說(shuō)三氧化鋁材料在燃燒的過(guò)程中，會(huì)在材料表面形成一層細(xì)致的氧化物薄膜，隔斷與空氣的接觸。通常的無(wú)機(jī)阻燃材料化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，也不會(huì)產(chǎn)生對(duì)環(huán)境和人體有害的氣體，所以常用來(lái)作防火阻燃劑。

2.2鹵系阻燃劑

在元素周期表中，鹵系元素所組成的化合物都具有非常優(yōu)秀的阻燃效果。比如說(shuō)氟利昂這種鹵系化合物就比較容易揮發(fā)，但是會(huì)破壞臭氧層，分別在這種物質(zhì)中添加氯元素和氟元素，然后通過(guò)一定的方法對(duì)其沸點(diǎn)進(jìn)行對(duì)比，可以發(fā)現(xiàn)添加氟元素的材料沸點(diǎn)明顯低于添加氯元素的材料。當(dāng)化合物中含有3個(gè)氯分子時(shí)，材料的標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)是61.2℃；當(dāng)化合物中含有3個(gè)氟分子時(shí)，材料的標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)是-128℃。通常含氯化合物所形成的阻燃劑材料都會(huì)有很好的阻燃效果，這種阻燃劑化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，并且和許多高分子材料都有很好的相容性，所以不會(huì)對(duì)反應(yīng)產(chǎn)生太大的影響。一般的，含溴元素的阻燃化合物的穩(wěn)定性介于氯和碘元素所形成的阻燃化合物之間，也具有很好的阻燃效果。

2.3磷系阻燃劑

磷系阻燃劑一般有紅磷、白磷、磷酸氫二銨以及亞磷酸酯的化合物等，這一類化合物在燃燒的過(guò)程中都會(huì)形成一層碳膜，這個(gè)膜除了能夠降低材料的溫度以外，還能與空氣隔絕，達(dá)到更好的阻燃效果。然后就是紅磷和白磷的混合也能達(dá)到很好的阻燃效果。紅磷在燃燒的過(guò)程中會(huì)發(fā)出藍(lán)色的火焰，放出白煙；白磷的燃燒效果與紅磷很像，不同的是生成的產(chǎn)物是五氧化二磷，這兩種磷在制備次磷酸阻燃劑中都能夠夠顯著提高與液態(tài)水的混合比例。次磷酸的化學(xué)式是H3PO2，分子量為60，次磷酸與強(qiáng)氧化劑反應(yīng)時(shí)，能夠產(chǎn)生磷酸氫和氫氣等非助燃?xì)怏w，所以也會(huì)達(dá)到阻燃的效果。對(duì)于磷含量在磷系阻燃劑中的含量，在次磷酸中磷含量比例在35%，在亞磷酸中的比例在27%，這兩種配比才會(huì)使阻燃劑達(dá)到最好的阻燃效果。

3高分子材料阻燃技術(shù)的發(fā)展

3.1納米技術(shù)

近些年來(lái)科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展，納米技術(shù)也開始應(yīng)用到高分子材料的阻燃技術(shù)當(dāng)中，日本就曾經(jīng)研發(fā)出一種具有優(yōu)異阻燃性能的納米硅酸鹽粘土材料。這種材料在燃燒的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一種抑制劑，這種物質(zhì)會(huì)改變材料的結(jié)構(gòu)，讓材料內(nèi)部發(fā)生變化。材料的分子直徑在0.4-0.5mm之間，在燃燒的過(guò)程中產(chǎn)生的凝聚產(chǎn)物能夠堵塞氣孔，達(dá)到與空氣隔斷的效果。同時(shí)這種材料也能夠延緩物質(zhì)燃燒時(shí)的熱量釋放，保證在一定的時(shí)間內(nèi)所散發(fā)的熱值最小。

3.2接枝和交聯(lián)改性技術(shù)

接枝和交聯(lián)改性也能夠制備一系列的阻燃材料，主要通過(guò)光敏技術(shù)或化學(xué)接枝的方法將多種無(wú)機(jī)化合物聚合形成共聚物。共聚物在燃燒的過(guò)程中能夠產(chǎn)生一種無(wú)機(jī)絕緣層，這種絕緣層能夠有效的吸收易燃物質(zhì)的高分子，通過(guò)減少易燃物質(zhì)來(lái)達(dá)到阻燃的效果。

3.3膨脹技術(shù)

膨脹技術(shù)一般都會(huì)使用發(fā)泡劑作為阻燃物質(zhì)，這種技術(shù)做成的阻燃材料一般有三個(gè)優(yōu)點(diǎn)：無(wú)排煙量、無(wú)毒氣、無(wú)滴落等。以往的工藝手段在處理阻燃時(shí)，都會(huì)產(chǎn)生出大量對(duì)人體有害的氣體，比如說(shuō)四溴苯酚在作阻燃材料時(shí)就會(huì)放出很多有毒氣體，不但對(duì)環(huán)境有害，對(duì)人體也有著巨大的傷害。無(wú)滴落則主要體現(xiàn)在阻燃劑不會(huì)產(chǎn)生腐蝕性液體，防止材料發(fā)生局部腐蝕。

4結(jié)語(yǔ)

通過(guò)本篇對(duì)于高分子材料阻燃技術(shù)的分析，使得對(duì)于該技術(shù)有了更深的了解。這種材料不但能夠?qū)τ谖镔|(zhì)燃燒有著很好的阻燃效果，并且還不會(huì)對(duì)環(huán)境有害，對(duì)人體產(chǎn)生危害。

參考文獻(xiàn)： 

[1]歐育湘，陳宇，王莜梅.阻燃高分子材料[M].國(guó)防工業(yè)出版社，2001. 

[2]李學(xué)鋒，陳緒煌.氫氧化鋁阻燃劑在高分子材料中的應(yīng)用[J].中國(guó)塑料，1999（6）：80-85. 

篇2

關(guān)鍵詞：可瓷化高分子復(fù)合防火材料；硅橡膠；硅酸鹽礦物

中圖分類號(hào)：TB33 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）04-0180-01

當(dāng)前我們所使用的電線電纜多以氧化鎂礦物絕緣防火電纜及云母帶繞包的耐火電纜為主，但這二種電纜都存在著成本較高的問(wèn)題，而且遇水導(dǎo)電，無(wú)法起到有效的防火作用，在火災(zāi)發(fā)生過(guò)程中也無(wú)法有效的保證通電安全。這就使許多人專家學(xué)者開始深入的研究更為適宜的絕緣耐火材料。可瓷化高分子復(fù)合防火材料是一種較為優(yōu)異的電線電纜材料，在高溫著火后，經(jīng)過(guò)瓷化的表面會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)閳?jiān)硬的陶瓷防護(hù)層，能夠有效的抵御明火的燒蝕，而且具有較好的機(jī)械強(qiáng)度，即使水澆在上面也會(huì)不發(fā)生破裂，而且這種新型防火材料已在電線電纜中進(jìn)行應(yīng)用，并取得了較好的應(yīng)用效果。

1 可瓷化高分子復(fù)合防火材料的特性及防火機(jī)理

可瓷化高分子復(fù)合防火材料主要是在含硅高分子基體中將粘土類礦物粉末填料加入其中，同時(shí)還會(huì)加入結(jié)構(gòu)控制劑和其他助劑。這其中含硅高分子主要以含有元素硅的有機(jī)聚合物為主，如硅橡膠。在有機(jī)硅高分子結(jié)構(gòu)中，不僅含有有機(jī)基團(tuán)，同時(shí)還含有無(wú)機(jī)結(jié)構(gòu)，其將有機(jī)物與無(wú)機(jī)物集于一身，因此有機(jī)硅具有非常好的熱穩(wěn)定性，能夠在高溫領(lǐng)域中進(jìn)行廣泛應(yīng)用。同時(shí)含硅高分子在常溫下具有無(wú)毒無(wú)味的特點(diǎn)，能夠耐高溫、耐嚴(yán)寒、耐臭氧、難燃、憎水，即使在燃燒狀態(tài)下含硅高分子材料也不會(huì)產(chǎn)生有毒氣體，將其用于電線電纜絕緣材料及繞包材料十分適宜，具有安全、可靠的特性。

當(dāng)前普通的電線電纜絕緣層材料多以易燃的高分子材料為主，一旦發(fā)生火災(zāi)，電線電纜絕緣層在火焰燒蝕后會(huì)產(chǎn)生熔融滴落，從而使銅導(dǎo)線在外，發(fā)生短路。但可瓷化高分子復(fù)合防火材料中是以有機(jī)硅作為基體，以粘土類礦物為填料，在高溫和火焰燒蝕下呈現(xiàn)出較強(qiáng)的抗高溫氧化性能，而且粘土礦物與有機(jī)硅分子結(jié)合后會(huì)在燒蝕過(guò)程中會(huì)形成較硬的陶瓷狀塊體，具有較強(qiáng)的耐高溫性能，而且在火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)高溫水澆過(guò)程中也不會(huì)發(fā)生破裂，能夠?qū)︺~導(dǎo)線進(jìn)行有效的保護(hù)。

在高溫?zé)g下，可瓷化高分子復(fù)合防火材料能夠與粘土粉末填料分解產(chǎn)物發(fā)生反應(yīng)，形成部分液相和新的同相。而且在燒蝕溫度不斷升高及燒蝕時(shí)間延長(zhǎng)的情況下，液相會(huì)向陶瓷網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中進(jìn)行滲入，待冷卻同化后，能夠進(jìn)一步強(qiáng)化陶瓷結(jié)構(gòu)。而且在燒蝕后殘留的陶瓷保護(hù)層還能夠?qū)ξ镔|(zhì)對(duì)流起到阻礙作用，并防止熱量的有效傳輸，對(duì)材料內(nèi)部物質(zhì)的揮發(fā)損耗具有較好的抑制作用，能夠?qū)ν饨鐭崃肯虿牧蟽?nèi)部擴(kuò)散產(chǎn)生有效的阻隔，從而具備非常好的防火性能。

2 可瓷化高分子復(fù)合防火材料的研究進(jìn)展

2.1 有機(jī)硅基體

可瓷化高分子復(fù)合防火材料的基體采用的是含硅的高分子材料，即有機(jī)硅。將有機(jī)硅轉(zhuǎn)換為陶瓷的技術(shù)已較成熟，為可瓷化高分子復(fù)合防火材料的制備提供了實(shí)驗(yàn)依據(jù)。有機(jī)硅分為硅油、硅樹脂和硅橡膠3大類。硅油在室溫下為液體，沒有足夠的強(qiáng)度，起到聯(lián)結(jié)無(wú)機(jī)填料的作用，適合作基體材料。硅樹脂是具有高度交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的聚有機(jī)硅氧烷，雖然它具有優(yōu)異的熱氧化穩(wěn)定性，但卻是一種熱固性的塑料，成型后不具有柔韌性，不可隨意彎折，不是制造電纜的理想材料。因此作為可瓷化高分子復(fù)合防火電纜材料的基體，應(yīng)用得最為廣泛的是硅橡膠。硅橡膠是唯一一類主鏈上不含碳原子的大分子彈性體，具有其他橡膠所不具備的獨(dú)特性能，具有優(yōu)良的耐高溫與耐寒性，良好的耐老化性、電氣絕緣性和化學(xué)穩(wěn)定性，突出的表面活性和生理惰性等。同時(shí)硅橡膠還具有燃燒時(shí)少煙無(wú)毒、燃燒熱值低、火焰?zhèn)鞑ニ俣嚷忍攸c(diǎn)。

以硅橡膠為基體的各種材料具有優(yōu)良的阻燃防火性能。因此以硅橡膠作為可瓷化高分子復(fù)合防火材料的基體是行之有效的。其他類型的高分子材料通過(guò)與阻燃劑復(fù)合雖然也可制備出阻燃性能相當(dāng)優(yōu)良的阻燃材料，但是這類材料在明火的燒蝕下容易分解揮發(fā)，不能保持原有形狀，難以起到真正的防火作用。

2.2 粘上礦物粉末填料

由于粘土礦物中主要以含水硅酸鹽礦物為主，其具有較高的耐火度，在耐火材料制備中應(yīng)用十分廣泛。在可瓷論高分子復(fù)合防火材料中，以粘土礦物粉末作為填料，充當(dāng)硅橡膠補(bǔ)強(qiáng)劑的作用，而且在阻燃方面也優(yōu)于其他無(wú)機(jī)填料。當(dāng)前層狀硅酸鹽礦物種類較多，將其粉末作為可瓷化高分子復(fù)合防火材料的填料，使其c低溶點(diǎn)的氧化物有效的進(jìn)行配合使用，從而保持復(fù)合材料的高溫性能，并獲得較好好的中溫性能，即使在低溫下也能夠形成堅(jiān)硬的陶瓷保護(hù)層，使材料使用過(guò)程中溫度范圍得以擴(kuò)大。

3 結(jié)語(yǔ)

可瓷化高分子復(fù)合材料是當(dāng)前一種較為新型的防火材料，不僅制備工藝簡(jiǎn)單，而且原料豐富，而且在不斷研究過(guò)程中，可瓷化高分子復(fù)合防火材料的性能進(jìn)一步提升。隨著研究的不斷深入，可瓷化高分子復(fù)合防火材料必將實(shí)現(xiàn)低成本工業(yè)化生產(chǎn)，從而使其應(yīng)用更為普及，這對(duì)消防防火安全具有非常積極的意義。

參考文獻(xiàn)

[1]王錦貴，王希光，郭祥旭.淺談幾種常用的防火材料[J].技術(shù)與市場(chǎng)，2010-05-15.

篇3

1 基于工作過(guò)程教學(xué)簡(jiǎn)介

基于工作過(guò)程的課程體系，是一種以任務(wù)為驅(qū)動(dòng)，以項(xiàng)目為載體的教學(xué)模式。高等教育的人才培養(yǎng)目標(biāo)需突出學(xué)生綜合職業(yè)能力的培養(yǎng)。高校更應(yīng)該結(jié)合各類企事業(yè)單位對(duì)人才的需求，參照基于工作過(guò)程的課程體系，構(gòu)建基于工作過(guò)程的課程體系建設(shè)的改革發(fā)展之路。

目前，課程設(shè)計(jì)方法越來(lái)越被高職院校所重視。所謂工作過(guò)程，是指為完成工作任務(wù)并獲得工作成果而進(jìn)行的一個(gè)完整的工作程序，包含若干個(gè)既相對(duì)獨(dú)立又相互聯(lián)系的工作環(huán)節(jié)。由于畢業(yè)生所對(duì)應(yīng)的相關(guān)職業(yè)的工作過(guò)程特征不同，各院校的情況和辦學(xué)條件也不同，因此，引進(jìn)這種課程設(shè)計(jì)方法時(shí)，在強(qiáng)調(diào)這種課程設(shè)計(jì)方法優(yōu)點(diǎn)和有利條件的同時(shí)，一定要注意不同類型院校和專業(yè)存在的各自特點(diǎn)及不利因素。我院在進(jìn)幾年的課改過(guò)程中積累了一定經(jīng)驗(yàn)，對(duì)課程改革有一定研究?；诠ぷ鬟^(guò)程的教學(xué)，以工作過(guò)程為參照系，以完成職業(yè)工作應(yīng)具備的專業(yè)技術(shù)能力項(xiàng)目為依據(jù)，針對(duì)行動(dòng)順序的每一個(gè)工作環(huán)節(jié)知識(shí)、能力要求傳授相關(guān)的課程內(nèi)容，組織技能訓(xùn)練，突出學(xué)生在校學(xué)習(xí)與實(shí)際工作的一致性，實(shí)現(xiàn)理論知識(shí)與實(shí)踐技能的整合。

2 高分子材料加工專業(yè)“工作過(guò)程”內(nèi)容設(shè)計(jì)

高分子材料加工的職業(yè)能力是一種綜合能力，要求教師在教授的同時(shí)要將高分子材料常見的各種加工方法、加工手段以實(shí)踐的方式教給同學(xué)，這就需要為學(xué)生模擬真實(shí)的工作情景，通過(guò)以項(xiàng)目任務(wù)為依托的教學(xué)使學(xué)生置身于真實(shí)的或模擬的學(xué)習(xí)工作世界中。在教學(xué)中，每個(gè)學(xué)生會(huì)根據(jù)自身的知識(shí)結(jié)構(gòu)與實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，會(huì)給出不同的解決任務(wù)的方案與策略，產(chǎn)生的學(xué)習(xí)效果不是唯一的，而是多樣化的。讓同學(xué)在正確認(rèn)識(shí)高分子材料結(jié)構(gòu)和組成以及合理的配方設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，能夠選擇合適的加工設(shè)備、加工工藝和加工方法制備高分子材料制品的過(guò)程。

教學(xué)內(nèi)容可以以實(shí)際的“工作任務(wù)”為依托項(xiàng)目?！肮ぷ鲀?nèi)容”的設(shè)計(jì)要結(jié)合本學(xué)科前沿研究領(lǐng)域和發(fā)展動(dòng)態(tài)，介紹重點(diǎn)科技成果，增加教學(xué)信息量，使課程教學(xué)內(nèi)容滿足時(shí)代的要求，使學(xué)生掌握更多、更新的專業(yè)知識(shí)。教學(xué)過(guò)程通過(guò)不同的高分子材料產(chǎn)品項(xiàng)目、確定合適的加工技術(shù)及其方法。理論教學(xué)內(nèi)容與實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容通過(guò)項(xiàng)目或者是工作任務(wù)緊密地結(jié)合在一起。課程涉及到的高分子制品成型加工典型工作任務(wù)如下圖所示：

主要是根據(jù)制品使用需求、選擇出合適的高分子材料，并進(jìn)行合理的助劑選擇，進(jìn)行配方設(shè)計(jì)，如不合適提出改性辦法等，為生產(chǎn)開發(fā)決策提供完整依據(jù)。

通過(guò)項(xiàng)目任務(wù)的實(shí)施，使學(xué)生能針對(duì)產(chǎn)品的具體要求合理的設(shè)計(jì)成型加工方案，能對(duì)所設(shè)計(jì)方案進(jìn)行合理的性能分析與測(cè)試，進(jìn)而掌握塑料、橡膠制品加工設(shè)計(jì)的原理與方法。為將來(lái)從事高分子材料、復(fù)合材料的生產(chǎn)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

通過(guò)以下項(xiàng)目：“市政用木塑復(fù)合柵欄材料的成型加工”、“冰箱抽屜專用料加工設(shè)計(jì)”、“抗沖擊阻燃電視機(jī)殼專用料成型加工”、“低成本鼠標(biāo)墊加工”、“聚乙烯發(fā)泡鞋底設(shè)計(jì)”、“霓虹燈管專用料設(shè)計(jì)”、“PP汽車保險(xiǎn)杠專用料設(shè)計(jì)”、“奧運(yùn)志愿微笑圈手環(huán)配方設(shè)計(jì)與制作”的實(shí)施，讓同學(xué)能夠通過(guò)能夠設(shè)計(jì)塑料產(chǎn)品的配方，能找出成型加工方案設(shè)計(jì)難點(diǎn)，提出解決方法的能力。能夠設(shè)計(jì)橡膠產(chǎn)品的配方，能找出成型加工設(shè)計(jì)難點(diǎn)，提出解決方法的能力，能夠分析測(cè)試塑料材料配方的基本性能，能夠分析測(cè)試橡膠材料的基本性能。

配合上述8個(gè)項(xiàng)目及相關(guān)拓展任務(wù)的訓(xùn)練，組織學(xué)生討論、總結(jié)、歸納如下相關(guān)知識(shí)：了解塑料的物理性能、流動(dòng)特性、成型過(guò)程中的物理、化學(xué)變化情況。了解橡膠的物理性能、流動(dòng)特性、成型過(guò)程中的物理、化學(xué)變化情況。掌握常用通用塑料和通用工程塑料塑料的特性、分類以及塑料配方的組成和對(duì)應(yīng)的成型加工工藝。掌握常用天然橡膠和合成橡膠的特性、分類以及橡膠配方的組成和對(duì)應(yīng)的相關(guān)成型加工。 轉(zhuǎn)貼于

通過(guò)訓(xùn)練讓同學(xué)以下能力得到提高：（1）培養(yǎng)學(xué)生自我學(xué)習(xí)，尋求探索物質(zhì)之本性的興趣與能力；（2）對(duì)事物性質(zhì)的分析方法—內(nèi)外因分析法；（3）培養(yǎng)學(xué)生信息獲取的素質(zhì)與能力（圖表查閱、專利、手冊(cè)、網(wǎng)絡(luò)資源等）；（4）逐步形成綜合分析問(wèn)題的素質(zhì)與能力；（5）增強(qiáng)環(huán)境保護(hù)意識(shí)、經(jīng)濟(jì)意識(shí)、安全意識(shí)；（6）專業(yè)外語(yǔ)單詞的學(xué)習(xí)與筑固；（7）團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)的形成。

3 “基于工作過(guò)程”教學(xué)對(duì)教師的要求

（1）專任教師實(shí)踐能力的提高。作為一線教師，在實(shí)行相關(guān)實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中，一定要具有高分子材料加工生產(chǎn)的職業(yè)經(jīng)驗(yàn)，清楚高分子加工企業(yè)的工作過(guò)程和經(jīng)營(yíng)過(guò)程，只有這樣才能找出高分子材料生產(chǎn)的工作任務(wù)作為具有教育的項(xiàng)目。

（2）專業(yè)教學(xué)團(tuán)隊(duì)的建立?；诠ぷ鬟^(guò)程的教學(xué)法涉及多學(xué)科教學(xué)內(nèi)容，高分子材料加工生產(chǎn)需要有機(jī)械設(shè)備、加工工藝、原料配方、制品材料測(cè)試、產(chǎn)品檢驗(yàn)等一系列知識(shí)，因此對(duì)絕大多數(shù)教師而言，很難獨(dú)自一人很好地完成教學(xué)工作。這就要求教師具有跨學(xué)科的能力，團(tuán)隊(duì)協(xié)作的能力，不僅要嫻熟本學(xué)科的專業(yè)知識(shí)與技能，還要了解相鄰專業(yè)、相關(guān)學(xué)科及跨學(xué)科的知識(shí)與技能。

（3）學(xué)習(xí)情境設(shè)計(jì)能力的掌握。在本教學(xué)法中，學(xué)習(xí)情境的設(shè)計(jì)好壞決定了傳授知識(shí)結(jié)構(gòu)的合理性、能否激發(fā)同學(xué)學(xué)習(xí)的興趣。如何在項(xiàng)目教學(xué)中合理有效的利用學(xué)習(xí)的資源和協(xié)作學(xué)習(xí)的環(huán)境是教師最主要的工作，這要求教師熟悉項(xiàng)目?jī)?nèi)容中所用的高分子材料的基礎(chǔ)知識(shí)，并準(zhǔn)備好項(xiàng)目開展過(guò)程中可能涉及到的有關(guān)知識(shí)。

4 結(jié)束語(yǔ)

在專業(yè)課程體系中，高分子成型加工是門重要的核心課程，是高分子加工專業(yè)學(xué)生必須掌握的專業(yè)知識(shí)和技能。在老師的指導(dǎo)下，用工廠的管理模式，讓學(xué)生親自動(dòng)手設(shè)計(jì)和制造相關(guān)高分子產(chǎn)品，加深領(lǐng)會(huì)和掌握材料加工過(guò)程工藝設(shè)計(jì)的要點(diǎn)以及生產(chǎn)工藝與實(shí)際生產(chǎn)之間的聯(lián)系。但以往教育方式存在著一定的不足，且與當(dāng)前工廠的需求相脫節(jié)，于是筆者根據(jù)自己的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，在新的基于工作過(guò)程的教學(xué)理念指導(dǎo)下對(duì)高分子成型加工課程進(jìn)行改革，以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲望。

基金項(xiàng)目：教育部高等學(xué)校高職高?；ぜ夹g(shù)類專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)2009年度規(guī)劃課題，課題編號(hào)HJKT-2009-034Y；常州工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院教育研究課題《“基于工作過(guò)程的項(xiàng)目化教學(xué)方法”在高分子成型加工課程改革中的應(yīng)用》，課題編號(hào)：10JY022

參考文獻(xiàn)

[1]應(yīng)力恒.基于工作過(guò)程的課程項(xiàng)目化教學(xué)改革[J].中國(guó)職業(yè)技術(shù)教育，2008(22).

[2]虞麗娟.深化課程體系改革提高人才創(chuàng)新能力[J].中國(guó)高等教育，2008(15).

篇4

關(guān)鍵詞：濕法改性

納米氫氧化鎂是目前發(fā)展較快的一種阻燃劑，具有無(wú)毒、無(wú)煙、無(wú)腐蝕性、

分解溫度高（340℃～490℃）、高效基材成碳作用、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，通常作為填充性阻燃劑用于塑料等高分子材料[1]。隨著高分子材料中氫氧化鎂含量的增加，其加工性能和機(jī)械性能也急劇下降，以致于不能用于阻燃。因此如何克服這些缺陷成為納米氫氧化鎂阻燃劑研制和應(yīng)用的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。目前主要通過(guò)濕法改性來(lái)改善氫氧化鎂的表面性能，提高其與高分子材料的相容性。本文選擇價(jià)格低廉的硬脂酸作為濕法改性劑，通過(guò)改性后的產(chǎn)品活化指數(shù)的測(cè)定，確定較好的改性條件（濕法改性的時(shí)間及改性劑用量）；通過(guò)性能測(cè)試（沉降體積、黏度、比表面積等）評(píng)價(jià)改性效果。

一、實(shí)驗(yàn)方法

1.試劑與儀器

納米氫氧化鎂由山東魯華化工有限公司生產(chǎn)。硬脂酸、液體石蠟、DOP（鄰苯二甲酸二異辛酯）、甲苯、乙醇均為分析純?cè)噭?，由?guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司生產(chǎn)。旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)，NDJ21型，上海同濟(jì)大學(xué)機(jī)電廠；比表面積測(cè)定儀，Model ST-2000型，北京市北分儀器技術(shù)公司；紅外光譜儀，TENSOR27型，德國(guó)BRUKER公司。

2.濕法改性方法

將10g納米氫氧化鎂、90mL去離子水依次加入三口燒瓶（100mL），攪拌、加熱。當(dāng)漿料加熱到一定溫度時(shí)，加入改性劑（改性劑質(zhì)量以納米氫氧化鎂質(zhì)量為基準(zhǔn)），保溫反應(yīng)30min。漿料過(guò)濾，濾餅用去離子水洗滌（25mL*4），干燥得產(chǎn)品。

3.濕法改性產(chǎn)品性能測(cè)試

活化指數(shù)檢測(cè)步驟如下：改性后產(chǎn)品加入到盛有蒸餾水的燒杯中，攪拌，靜置1h。將沉降于燒杯底部的樣品過(guò)濾，干燥。用加入產(chǎn)品的質(zhì)量減去沉降于燒杯底部的樣品質(zhì)量，即可得到漂浮部分的質(zhì)量。由漂浮部分的質(zhì)量除以加入產(chǎn)品的總質(zhì)量即可計(jì)算出活化指數(shù)。

沉降體積測(cè)定步驟如下：各稱取5g改性前后的納米氫氧化鎂置于50ml的柱塞量筒內(nèi)，加入液體石蠟至50mL，搖勻，靜置，讀取不同時(shí)間固體的體積。

黏度測(cè)定步驟如下：配置不同質(zhì)量比例的改性納米氫氧化鎂―DOP分散體系，經(jīng)充分?jǐn)嚢柘?，?5℃條件下由旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)測(cè)定。

二、結(jié)果與討論

1.濕法改性劑用量對(duì)改性的影響

固定試驗(yàn)條件：時(shí)間30min，改性溫度為80℃（硬脂酸的熔點(diǎn)在70℃左右，故確定改性溫度略高于熔點(diǎn)，以有利于納米氫氧化鎂與熔化的改性劑反應(yīng)）。硬脂酸用量分別是納米氫氧化鎂質(zhì)量的3%、4%、5%、6%。改性劑用量對(duì)活化指數(shù)的影響隨著硬脂酸用量增加，活化指數(shù)逐漸增大。當(dāng)改性劑用量為氫氧化鎂質(zhì)量的5%時(shí)，活化指數(shù)達(dá)到100%，氫氧化鎂表面的硬脂酸根達(dá)到單分子層覆蓋，其疏水基朝向外側(cè)，活化指數(shù)達(dá)到最大值。當(dāng)用量繼續(xù)增加至6%時(shí)，活化指數(shù)沒有變化，故確定硬脂酸的最佳用量是5%。

2.濕法改性時(shí)間對(duì)改性的影響

圖1 改性時(shí)間對(duì)活化指數(shù)的影響

固定試驗(yàn)條件：硬脂酸用量為5%，改性溫度為80℃。改性時(shí)間對(duì)活化指數(shù)的影響見圖1。由圖看出，隨著改性時(shí)間的延長(zhǎng)，活化指數(shù)基本不變。在反應(yīng)時(shí)間為10min時(shí)，活化指數(shù)已經(jīng)達(dá)到了最大值。以上結(jié)果充分說(shuō)明硬脂酸在納米氫氧化鎂表面的吸附非常迅速。

3.濕法改性對(duì)沉降速度的影響

用在一定沉降時(shí)間內(nèi)，氫氧化鎂沉淀相的體積表示氫氧化鎂的沉降速度。沉淀相的體積愈小，表明氫氧化鎂的沉降速度愈快。納米氫氧化鎂粉體在液體石蠟中的沉淀相隨時(shí)間的變化在改性氫氧化鎂比未改性納米氫氧化鎂粉體在液體石蠟中的沉降速度明顯慢。這是由于對(duì)納米氫氧化鎂進(jìn)行表面改性，使其由原來(lái)的親水性表面變?yōu)槭杷员砻?，因而其和液體石蠟具有很好的相容性，在石蠟中具有較好的分散性，因而沉降慢。

4.濕法改性對(duì)體系黏度的影響

隨著未改性納米氫氧化鎂粉體加入，體系的相對(duì)黏度顯著升高。而加入改性粉體后，體系的黏度上升幅度明顯變緩，這表明改性粉體與DOP的親和力增強(qiáng)，運(yùn)動(dòng)內(nèi)摩擦力小，故加入量較多時(shí)體系黏度仍較小。

三、結(jié)論

1.當(dāng)硬脂酸用量為納米氫氧化鎂質(zhì)量的5%，在80℃該性10min，改性粉體活化指數(shù)可達(dá)到100%。

2.硬脂酸是納米氫氧化鎂較理想的表面改性劑。改性后納米氫氧化鎂在石蠟中的沉降速度減緩，分散性提高，改性效果良好。

篇5

關(guān)鍵詞:高分子材料 抗靜電 研究 

 

 

靜電廣泛地存在于自然界和日常生活之中，如人們每時(shí)每刻呼吸的空氣每厘米就含有100500個(gè)帶電粒子；自然界的雷電；干燥季節(jié)里人身上化纖衣物由于摩擦起電而粘附在身體上，這一切都是比較常見的靜電現(xiàn)象。實(shí)際上，靜電在生物工程中有著重要的應(yīng)用。 

 

一、高分子抗靜電的方法概述 

 

高聚物表面聚集的電荷量取決于高聚物本身對(duì)電荷泄放的性質(zhì)，其主要泄放方式為表面?zhèn)鲗?dǎo)、本體傳導(dǎo)以及向周圍的空氣中輻射，三者中以表面?zhèn)鲗?dǎo)為主要途徑。因?yàn)楸砻骐妼?dǎo)率一般大于體積電導(dǎo)率，所以高聚物表面的靜電主要受組成它的高聚物表面電導(dǎo)所支配。因此，通過(guò)提高高聚物表面電導(dǎo)率或體積電導(dǎo)率使高聚物材料迅速放電可防止靜電的積聚?？轨o電劑是一類添加在樹脂或涂布于高分子材料表面以防止或消除靜電產(chǎn)生的化學(xué)添加劑，添加抗靜電劑是提高高分子材料表面電導(dǎo)率的有效方法，而提高高聚物體積電導(dǎo)率可采用添加導(dǎo)電填料、添加抗靜電劑或與其它導(dǎo)電分子共混技術(shù)等。 

（一）添加導(dǎo)電填料 

這類方法通常是將各種無(wú)機(jī)導(dǎo)電填料摻入高分子材料基體中，目前此方法中所使用的無(wú)機(jī)導(dǎo)電填料主要是碳系填料、金屬類填料等。 

（二）與結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電高分子材料共混 

導(dǎo)電高分子材料中的高分子（或聚合物）是由許多小的重復(fù)出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)單元組成，當(dāng)在材料兩端加上一定的電壓，材料中就有電流通過(guò)，即具有導(dǎo)體的性質(zhì)，凡同時(shí)具備上述兩項(xiàng)性質(zhì)的材料稱為導(dǎo)電高分子材料。與金屬導(dǎo)體不同，它屬于分子導(dǎo)電物質(zhì)。根本上講，此類導(dǎo)電高分子材料本身就可以作為抗靜電材料，但由于這類高分子一般分子剛性大、不溶不熔、成型困難、易氧化和穩(wěn)定性差，無(wú)法直接單獨(dú)應(yīng)用，一般作導(dǎo)電填料與其它高分子基體進(jìn)行共混，制成抗靜電復(fù)合型材料，這類抗靜電高分子復(fù)合材料具有較好的相容性，效果更好更持久。 

（三）添加抗靜電劑法 

1.有機(jī)小分子抗靜電劑。有機(jī)小分子抗靜電劑是一類具有表面活性劑特征結(jié)構(gòu)的有機(jī)物質(zhì)，其結(jié)構(gòu)通式為ryx，其中r為親油基團(tuán)，x為親水基團(tuán)，y為連接基。分子中非極性部分的親油基和極性部分的親水基之間應(yīng)具有適當(dāng)?shù)钠胶馀c高分子材料要有一定的相容性，c12以上的烷基是典型的親油基團(tuán)，羥基、羧基、磺酸基和醚鍵是典型的親水基團(tuán)，此類有機(jī)小分子抗靜電劑可分為陽(yáng)離子型、陰離子型、非離子型和兩性離子型4大類：陽(yáng)離子型抗靜電劑；陰離子型抗靜電劑；非離子型抗靜電劑；兩性型抗靜電劑。 

導(dǎo)電機(jī)理無(wú)論是外涂型還是內(nèi)加型，高分子材料用抗靜電劑的作用機(jī)理主要有以下4種：（1）抗靜電劑的親水基增加制品表面的吸濕性，吸收空氣中的水分子，形成“海一島”型水性的導(dǎo)電膜。（2）離子型抗靜電劑增加制品表面的離子濃度，從而增加導(dǎo)電性。（3）介電常數(shù)大的抗靜電劑可增加摩擦體間隙的介電性。（4）增加制品的表面平滑性，降低其表面的摩擦系數(shù)。概括起來(lái)一是降低制品的表面電阻，增加導(dǎo)電性和加快靜電電荷的漏泄；二是減少摩擦電荷的產(chǎn)生。 

2.永久性抗靜電劑。永久性抗靜電劑是一類相對(duì)分子質(zhì)量大的親水性高聚物，它們與基體樹脂有較好的相容性，因而效果穩(wěn)定、持久、性能較好。它們?cè)诨w高分子中的分散程度和分散狀態(tài)對(duì)基體樹脂抗靜電性能有顯著影響。親水性聚合物在特殊相溶劑存在下，經(jīng)較低的剪切力拉伸作用后，在基體高分子表面呈微細(xì)的筋狀，即層狀分散結(jié)構(gòu)，而中心部分呈球狀分布，這種“蕊殼”結(jié)構(gòu)中的親水性聚合物的層狀分散狀態(tài)能有效地降低共混物表面電阻，并且具有永久性抗靜電性能。

二、我國(guó)高分子材料抗靜電技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r 

 

我國(guó)許多科研機(jī)構(gòu)和生產(chǎn)企業(yè)已陸續(xù)開發(fā)出一些品種，以非離子表面活性劑為主，目前常用的品種有，大連輕工研究院開發(fā)的硬化棉籽單甘醇、abps（烷基苯氧基丙烷磺酸鈉）、dpe（烷基二苯醚磺酸鉀）；上海助劑廠開發(fā)目前多家企業(yè)生產(chǎn)的抗靜電劑sn（十八烷基羥乙基二甲胺硝酸鹽），另外該廠生產(chǎn)的抗靜電劑pm（硫酸二甲酯與乙醇胺的絡(luò)合物）、抗靜電劑p（磷酸酯與乙醇胺的縮合物）；北京化工研究院開發(fā)的asa一10（三組份或二組份硬脂酸單甘酯復(fù)合物）、asa一150（陽(yáng)離子與非離子表面活性劑復(fù)合物），近年來(lái)又開發(fā)出ash系列、asp系列和ab系列產(chǎn)品，其中asa系列抗靜電劑由多元醇脂肪酸酯、聚氧乙烯化合物等非離子表面活性劑；asb系列產(chǎn)品則為有機(jī)硼表面活性劑（主要是硼酸雙多元醇脂與環(huán)氧乙烷加成物的脂肪酸酯）與其他非離子表面活性劑復(fù)合而成；ash和asp系列主要是陽(yáng)離子與非離子表面活性復(fù)合而成，杭州化工研究所開發(fā)的hz一1（羥乙基脂肪胺與一些配合劑復(fù)合物）、ch（烷基醇酰胺）；天津合成材料工業(yè)研究所開發(fā)的ic一消靜電劑（咪唑一氯化鈣絡(luò)合物）；上海合成洗滌劑三廠開發(fā)生產(chǎn)的sh系列塑料抗靜電劑，已經(jīng)形成系列產(chǎn)品，在使用效果和性能上處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先地位，部分品種可以替代進(jìn)口，如sh一102（季銨鹽型兩性表面活性劑）、sh一103、104、105等（均為季銨鹽型陽(yáng)離子表面活性劑），sh抗靜電劑屬于結(jié)構(gòu)較新的帶多羥基陽(yáng)離子表面活性劑；濟(jì)南化工研究所jh一非離子型抗靜電劑。（聚氧乙烯烷基胺復(fù)合物）等；

河南大學(xué)開發(fā)的kf系列等，如kf一100（非離子多羥基長(zhǎng)碳鏈型抗靜電劑）、kf-101（醚結(jié)構(gòu)、多羥基陽(yáng)離子永久型抗靜電劑），另外還有聚氧乙烯醚類抗靜電劑，聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯專用抗靜電劑202、203、204等；抗靜電劑tm系列產(chǎn)品也是目前國(guó)內(nèi)常用的，主要用于合成纖維領(lǐng)域。 

從抗靜電劑發(fā)展來(lái)看，高分子型的永久抗靜電劑是最為看好的產(chǎn)品，尤其是在精密的電子電氣領(lǐng)域，目前國(guó)內(nèi)多家科研機(jī)構(gòu)利用聚合物合金化技術(shù)開發(fā)出高分子量永久型抗靜電劑方面已取得明顯進(jìn)展。 

 

三、結(jié)語(yǔ) 

 

我國(guó)合成材料抗靜電劑行業(yè)發(fā)展前景較好，針對(duì)目前國(guó)內(nèi)研究、生產(chǎn)、應(yīng)用與需求現(xiàn)狀，對(duì)我國(guó)合成材料抗靜電劑工業(yè)發(fā)展提出以下建議。 

（一）加大新品種開發(fā)力度 

近年來(lái)國(guó)外開發(fā)的高性能伯醇多聚氧化乙醚類非離子型表面活性劑；用于聚碳酸酯的脂肪酸單縮水甘油酯；用于磁帶工業(yè)的添加了聚氯化乙烯醚醇的磷酸衍生物；適應(yīng)于聚烯烴、聚氯乙烯、聚氨酯等多種合成材料的多元醇脂肪酸酯和三聚氰胺加成物等，總之國(guó)內(nèi)科研院所應(yīng)根據(jù)我國(guó)合成材料制品要求，開發(fā)出多種高性能、環(huán)保無(wú)毒的抗靜電品種，并不斷強(qiáng)化應(yīng)用技術(shù)研究，以滿足國(guó)內(nèi)需求。 

（二）加快復(fù)

合抗靜電劑和母粒的研究與生產(chǎn) 

今后要加快多種結(jié)構(gòu)抗靜電劑及其他塑料助劑的復(fù)配，向適應(yīng)范圍廣、效率高、系列化、多功能、復(fù)合型等方向發(fā)展。另外合成材料多功能母粒作為助劑已經(jīng)成為今后合成樹脂加工改性的重要原材料，如著色、阻燃、抗菌、成核等母粒在國(guó)內(nèi)開發(fā)方興未艾，國(guó)內(nèi)要加快抗靜電母粒的開發(fā)與研究，促進(jìn)我國(guó)抗靜電劑工業(yè)發(fā)展。 

 

參考文獻(xiàn)： 

[1]高緒珊、童儼，導(dǎo)電纖維及抗靜電纖維[m]．北京：紡織工業(yè)出版社，1991．148154． 

篇6

[關(guān)鍵詞] 防火涂料 阻燃機(jī)理 評(píng)估方法

隨著高分子材料在各種場(chǎng)合的廣泛應(yīng)用,火災(zāi)的潛在危險(xiǎn)也在增加,許多建筑物構(gòu)件在高溫下失去荷載能力導(dǎo)致建筑物坍塌,給人們生命財(cái)產(chǎn)造成巨大損失。防火涂料涂覆于物體表面,在遇火時(shí)涂膜本身難燃或不燃,對(duì)基材有較好的保護(hù)作用,為滅火和人員撤離贏得了時(shí)間。因此對(duì)它的研究和應(yīng)用已引起了世界各國(guó)的高度重視。

一、防火涂料阻燃機(jī)理研究

關(guān)于防火涂料阻燃機(jī)理的報(bào)道較少,而且主要是一些定性的討論,但從防火涂料研究和生產(chǎn)單位在實(shí)行工作中遇到的一些問(wèn)題來(lái)看,對(duì)防火涂料的阻燃機(jī)理進(jìn)行研究勢(shì)在必行,其理論意義和實(shí)際意義都非常重大。

1.非膨脹型防火涂料的阻燃機(jī)理

防火涂料在燃燒中吸收大量的熱量,使溫度難以上升,其自身不燃燒并形成一層隔絕氧氣的釉狀保護(hù)層,對(duì)物體起到一定的保護(hù)作用,但隔熱性能較差。

2.膨脹型防火涂料的阻燃機(jī)理

膨脹型防火涂料平常保持普通涂膜狀態(tài),遇火時(shí),涂層發(fā)生軟化熔融,膨脹形成海綿狀或蜂窩狀炭化層。對(duì)磷-氮-炭的防火膨脹體系用熱分析(TG和DTA)、掃描電鏡(SEM)能譜儀(EDS)和X 射線衍射(XRD)等方法研究得到如下結(jié)論:脫水成炭劑(APP)受熱分解生成酸;多羥基碳化劑(季戊四醇)在酸的催化下脫水分解成炭;基料中樹脂受熱熔融在發(fā)泡劑(三聚氰胺)的作用下膨脹發(fā)泡,同時(shí)進(jìn)一步形成炭化層。根據(jù) X 射線衍射圖分析表明,這種炭化層屬于無(wú)定型炭結(jié)構(gòu),其實(shí)質(zhì)是石墨的微晶體,所以一旦形成這種泡沫狀炭化層,其本身很難燃燒,又有很好的隔氧、隔熱作用,有效的阻止燃燒繼續(xù)進(jìn)行。

3.防火涂料的阻燃機(jī)理有以下幾種

凝集相界面反應(yīng)的阻滯;能阻滯氣體燃燒的氣體阻燃劑的氣相反應(yīng);阻燃劑吸熱分解或吸熱氣體反應(yīng)對(duì)燃燒的阻滯;產(chǎn)生能稀釋氣相反應(yīng)物濃度的不燃?xì)怏w;形成能阻礙對(duì)底材供熱或阻滯反應(yīng)物轉(zhuǎn)移至火焰區(qū)域的隔離區(qū)。

二、防火涂料的評(píng)估方法研究

產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)和方法標(biāo)準(zhǔn)給防火涂料的研究開發(fā)、推廣應(yīng)用和產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督管理提供統(tǒng)一的技術(shù)依據(jù)。但由于材料在溫度條件下的復(fù)雜性,單一的評(píng)價(jià)方法很難表征防火涂料的阻燃特性,特別是隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,對(duì)阻燃材料的評(píng)估的目標(biāo)是力求實(shí)驗(yàn)結(jié)果與實(shí)際情況之間具有較好的關(guān)聯(lián)性。

為了全面的表征一項(xiàng)阻燃產(chǎn)品,從阻燃體系的各種原材料開始到阻燃制成品在不同環(huán)境條件下,在不同溫度受熱條件下,直至不同燃燒狀態(tài)下的氣相和凝聚相的分解產(chǎn)物都要進(jìn)行分析,并進(jìn)行與實(shí)際使用性能有關(guān)的評(píng)價(jià),即要從阻燃產(chǎn)品的外觀色澤開始,直至分解氣體的毒性都要進(jìn)行分析、鑒定和評(píng)價(jià)。因此,必須綜合地運(yùn)用各種分析測(cè)試方法。

先進(jìn)的涂料檢測(cè)技術(shù)目前對(duì)防火涂料的常規(guī)檢權(quán)在于外觀、顏色、光澤、粘度、表干時(shí)間、固體含量、硬度、沖擊強(qiáng)度、粘結(jié)強(qiáng)度、耐水性等宏觀檢測(cè)來(lái)評(píng)價(jià)防火涂料性能。將X射線分為析儀、X射線光電子光譜儀、自動(dòng)電子光譜儀、離子微分析儀、富里葉紅外光譜、紫外光譜儀、紅外光譜儀、核磁紅振儀、色差計(jì)、錐形量熱儀、熱分析儀、掃描點(diǎn)鏡現(xiàn)代化儀器用于涂膜性能測(cè)驗(yàn),可深入到內(nèi)部測(cè)驗(yàn)試結(jié)構(gòu)和界面狀態(tài),進(jìn)行微觀控制,對(duì)研究產(chǎn)品的阻染機(jī)理,產(chǎn)品配方的設(shè)計(jì)、研制、改性,產(chǎn)品煙和毒性氣體的釋放、火模型化研究以及高分字產(chǎn)品阻燃的研究、開發(fā)和應(yīng)用具有很大的促進(jìn)作用。

三、防火涂料的發(fā)展方向

防火涂料關(guān)鍵部分是阻燃劑,近年來(lái),阻燃技術(shù)的研究和阻燃產(chǎn)品的開發(fā)應(yīng)用已受到各界重視。主要的發(fā)展方向有:

1.開發(fā)多效、高效、低水溶性脫水成炭催化劑和發(fā)泡劑。

2.多種阻燃劑協(xié)同作用合理搭配。

3.環(huán)保型防火涂料

目前保護(hù)環(huán)境、節(jié)約能源的呼聲越來(lái)越高,防火涂料也隨著整個(gè)涂料工業(yè)向節(jié)能、底污染、高性能方向發(fā)展。水性涂料由于無(wú)毒安全、節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境、成為建筑涂料發(fā)展主要方向,也將是涂料品種革的最終歸宿。堅(jiān)持發(fā)展水性防火涂料,盡量減少或避免因生產(chǎn)、施工或燃燒造成環(huán)境污染和人身危害,研制水星膨脹型防火涂料將成為主要發(fā)展方向,同時(shí)著眼與一步提高涂層的耐水性、防火性及裝飾性。

4.膨脹型和非膨脹型防火涂料相結(jié)合

配方中既含有膨脹型組分,又含有較多耐火填料組分,還假如高熔點(diǎn)的無(wú)機(jī)纖維等,使涂料在高溫火焰作用下形成低膨脹率的高強(qiáng)灰化層,確保膨脹涂層長(zhǎng)時(shí)間耐火隔熱而不脫落。例如。LB 鋼結(jié)構(gòu)膨脹型防火涂料就采用無(wú)機(jī)和有機(jī)復(fù)合粘結(jié)劑。而在P――C――N膨脹防火體系中加入新型耐火絕熱材料,起到“晶核”和“鋼筋”的作用。

5.采用輻射交聯(lián)、等離子改性接枝等技術(shù)進(jìn)行高分子材料阻燃改性研究。國(guó)內(nèi)外在阻燃劑方面努力向超細(xì)化、微膠囊化、表面處理、協(xié)同增效復(fù)合化等方面進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)。新型鹵系阻燃劑的發(fā)展趨勢(shì)是提取高分子量,改進(jìn)分子結(jié)構(gòu),添加防滴落助劑,提高耐熱性、耐噴霜性、加工性和衛(wèi)生安全性,同時(shí)找尋多溴二苯醚的代用品也將受到重視。

隨著有機(jī)合成材料的大量應(yīng)用,其難燃化問(wèn)題也日益突出。含鹵素等難燃化的有機(jī)聚合物往往導(dǎo)致材料的物性變劣,使用壽命縮短、價(jià)格提高。采取在其表面涂覆防火涂料的辦法來(lái)進(jìn)行防火保護(hù),不但能保持原來(lái)有機(jī)合成材料的優(yōu)良性能,而且經(jīng)濟(jì)適用。另外,防火涂料在有機(jī)合成材料上的應(yīng)用也有廣闊的前景。

參考文獻(xiàn):

[1]徐曉楠新一代估計(jì)方法――錐形良量熱儀(CONE)法在材料阻燃研究中的應(yīng)用,中國(guó)安全學(xué),2003.13(1):19-22

篇7

關(guān)鍵詞：氯化聚乙烯 用途 生產(chǎn)方法

1 引言

對(duì)于氯化聚乙烯（CPE）來(lái)講，它是由聚乙烯（PE）經(jīng)氯化制得的一種高分子材料。根據(jù)其含氯量、殘余結(jié)晶度及其它技術(shù)特征，CPE產(chǎn)品可分為樹脂型和橡膠型。性能與所用原料聚乙烯的分子質(zhì)量、產(chǎn)品中氯含量及分子結(jié)構(gòu)有關(guān)。CPE分子結(jié)構(gòu)中不含不飽和雙鍵并接入含氯基團(tuán)，且氯原子也是沿著聚乙烯鏈無(wú)規(guī)分布在分子結(jié)構(gòu)中，所以產(chǎn)品具有穩(wěn)定的化學(xué)結(jié)構(gòu)，優(yōu)良的耐熱、耐老化性、阻燃性、耐寒性、耐油性、耐候性、自由著色性、耐化學(xué)藥品性、耐臭氧性和電絕緣性及良好的相容性和加工性等。它在塑料、建材、電氣、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、橡膠、油漆、顏料、輪船、造紙、紡織、包裝及涂料等行業(yè)都具有廣泛的應(yīng)用，其開發(fā)利用前景非常廣闊。

2 CPE的主要用途

CPE作為一種新型的高分子材料，在塑料、建材、電氣、醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)、橡膠、油漆、顏料、輪船、造紙，紡織、包裝、涂料以及鋼材等諸多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。

1）在塑料中的應(yīng)用。由于CPE和各種高分子材料具有良好的相容性，可作為聚氯乙烯（PVC）、聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）、聚苯乙烯（PS）和丙烯腈一丁二烯一苯乙烯共聚物（ABS）等塑料的改性劑。CPE作為硬質(zhì)PVC的改性劑，可以改善PVC的抗沖擊性、耐候性和加工性，制造擠出片材、管材、建材、板材、注射管材和電器零部件等。CPE作為軟質(zhì)或半硬質(zhì)PVC改性劑，也可改善其耐濕性、電氣性、手感性和加工性，被用于制作電線、家電外殼、防腐襯里、電器零部件、電纜護(hù)套、軟管、墊圈、電工膠布、防水卷材、薄膜和粘膠帶等。經(jīng)CPE改性的PVC，脆性溫度可低到-40℃，且耐候性、耐熱性和化學(xué)穩(wěn)定性也遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)用其它產(chǎn)品改性的PVC，因此在建材、水利、通訊等行業(yè)廣泛應(yīng)用。

2）在涂料中的應(yīng)用。從分子量為幾千、含氯量為60%到分子量為數(shù)萬(wàn)乃至幾十萬(wàn)，含氯量為30%-50%的CPE都可用于涂料。它廣泛用于船底涂料、化工廠鋼架、橋梁、貯槽等金屬構(gòu)件的防銹涂料。也可制成溶液涂料、乳液涂料和粉末涂料，用于橡膠、塑料、纖維和金屬材料的涂層和地板涂料等。

3）在橡膠中應(yīng)用。CPE與乙丙橡膠（EPR）、天然橡膠（NR）、異戊橡膠（IR）、丁苯橡膠（SBR）、丁腈橡膠（NBR）和聚氨酯（Pu）等有良好的相容性，摻混后可提高各類橡膠的加工性能及改善物理機(jī)械性能。改性的橡膠可制成電線、軟管、密封材料、墊圈、機(jī)器配件及阻燃運(yùn)輸帶等。CPE作為基料制得的硫化橡膠在耐磨損、介電性能、耐熱、耐老化、耐油性等方面比氯丁橡膠好，類似于乙丙橡膠、天然膠、異戊膠和丁腈橡膠，成本低于氯丁橡膠、丁腈橡膠。主要用于電線電纜工業(yè)、汽車工業(yè)、耐高溫耐油膠管、軟管、傳動(dòng)帶及運(yùn)輸帶等。CPE還可與普通橡膠共混加工，使加工出的橡膠制品具有強(qiáng)度高、耐磨耗、耐熱、耐化學(xué)藥品、難燃自熄、耐低溫等優(yōu)良性能。

4）在防水卷材中的應(yīng)用。CPE可用作防水卷材，性能與氯磺化聚乙烯（CSM）、乙丙橡膠（EPDM）防水卷材性能相似，-30℃至-20℃仍能保持良好的彈性。

5）在各種接枝共聚物中的應(yīng)用。CPE可以通過(guò)接枝共聚的方法制備VC―CPE和ACS。而ACS是一種性能優(yōu)良的新型工程塑料，阻燃性、耐候性能均優(yōu)于ABS樹脂，被用于汽車、輪船、建筑材料和家用電器等上。

6）其它應(yīng)用。CPE加到燃料油中可降低凝固點(diǎn)，充當(dāng)齒輪油的添加劑可提高油的耐壓能力，添加到切削油、鉆孔油中可提高工具的使用壽命；CPE可用于制造橡塑共混仿革鞋底、微孔鞋底、仿牛皮鞋底、建筑用防水膠片、耐酸耐油膠管膠輥、阻燃高壓帽和難燃耐磨輸送膠帶等。

3 CPE生產(chǎn)方法

CPE的生產(chǎn)方法主要有水相懸浮氯化法、溶劑法、固相氯化法和鹽酸相懸浮氯化法幾種。工業(yè)生產(chǎn)方法主要采用水相懸浮氯化法。

1）水相懸浮氯化法。該法由德國(guó)赫斯特公司首先開發(fā)成功，在5%-20%PE水懸浮液，6-8%氯化銨（或硫酸）水懸浮液或0.5%-2.0%氯化鈣懸浮液中氯化，反應(yīng)到所要求的氯含量后，停止通氯。經(jīng)離心或過(guò)濾分離得到CPE產(chǎn)品。氯化過(guò)程中加入溶脹劑、防粘劑、分散劑、引發(fā)劑、消泡劑和防靜電劑。為了防止顆粒附聚、氯化不均勻，也可采用二步法進(jìn)行氯化。第一步在低于HDPE軟化點(diǎn)（110℃）的溫度下氯化，氯含量達(dá)到10%-20%時(shí)，在140℃進(jìn)行第二步氯化。若要制得氯含量大于6O%的CPE可采用三步法。水相懸浮法CPE產(chǎn)品的氯分散均勻性決定于原料PE的粉碎程度，采用高分散聚乙烯，在1MPa壓力下進(jìn)行氯化，可制得氯化程度高且均勻穩(wěn)定的CPE產(chǎn)品。該法是目前國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)CPE的主要方法。優(yōu)點(diǎn)：具有操作平穩(wěn)、氯氣利用率高，產(chǎn)品含量穩(wěn)定，后處理容易，對(duì)設(shè)備要求較低，生產(chǎn)成本低，產(chǎn)品質(zhì)量好，適用于大規(guī)模生產(chǎn)。缺點(diǎn)：由于用水作為氯化介質(zhì)，副產(chǎn)的大量稀鹽酸回收利用困難，只能用堿或石灰等中和后排放（浪費(fèi)資源，增加生產(chǎn)費(fèi)用）；該工藝廢水排放量大，設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，產(chǎn)品易變色。

2）溶劑氯化法。該法是工業(yè)生產(chǎn)CPE最早方法，由英國(guó)ICI化學(xué)公司研發(fā)成功。它是在一定壓力和溫度下，將聚乙烯樹脂（PE）溶解在鹵代烷烴、氯苯等有機(jī)溶劑中，加入引發(fā)劑，升溫通氯進(jìn)行反應(yīng)得到產(chǎn)品。優(yōu)點(diǎn)：工藝條件溫和，操作工藝成熟，所得CPE產(chǎn)品的氯含量可達(dá)60%-90%，產(chǎn)品中氯分布較均勻?？捎糜谏a(chǎn)高氯含量及高結(jié)晶度的CPE產(chǎn)品。缺點(diǎn)：使用的溶劑對(duì)人體有毒，對(duì)大氣臭氧層易造成破壞，環(huán)境污染嚴(yán)重、溶劑回收和產(chǎn)品后處理工藝繁雜，設(shè)備費(fèi)用高、產(chǎn)品中殘留的溶劑難于除凈，影響產(chǎn)品的質(zhì)量和用途；生產(chǎn)效率低，不宜大規(guī)模生產(chǎn)（已淘汰）。

3）固相氯化法。用氯氣或氯和氮的混合氣作氯化劑對(duì)固體高密度聚乙烯進(jìn)行氯化，用季銨鹽類作防靜電劑。先在大于l10℃進(jìn)行氯化，后在l10-140℃繼續(xù)氯化到要求的氯含量。該工藝是在干燥的反應(yīng)體系中進(jìn)行的，因此設(shè)備腐蝕性小，后處理工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，并且此氯化工藝既適用于氯化高密度聚乙烯，同時(shí)也適用于氯化低密度聚乙烯。低密度的須將低密度的聚乙烯經(jīng)過(guò)特殊處理，使它變成溶脹狀態(tài)后才能氯化。所以，該法已成為當(dāng)前國(guó)內(nèi)外聚乙烯氯化改性的研究方向。它又可分?jǐn)嚢璐埠土骰矁煞N生產(chǎn)工藝：①攪拌床固相氯化工藝。它是將高密度聚乙烯粉末以固相投入攪拌式反應(yīng)釜中，在攪拌狀態(tài)下通入氯氣，能獲得含氯量不等的產(chǎn)品。②沸騰床固相氯化工藝。該工藝是在沸騰床反應(yīng)器中使聚乙烯粉固體顆粒懸浮于氯氣氣流之中，在一定溫度和引發(fā)劑存在的條件下，發(fā)生氯化反應(yīng)生成CPE。該氯化工藝可根據(jù)用戶的需求，生產(chǎn)不同氯化程度、不同粘度指標(biāo)的CPE產(chǎn)品。

4）鹽酸相懸浮氯化法。該法是水相懸浮氯化法的一種改進(jìn)工藝，由德國(guó)赫斯特公司開發(fā)成功。聚乙烯在配料槽中用20%左右的鹽酸配制成鹽酸相懸浮液，進(jìn)入氯化釜。在冷卻/加熱系統(tǒng)精確控制下，按預(yù)定的程序通入液氯進(jìn)行氯化反應(yīng)。反應(yīng)完成后，用平面轉(zhuǎn)盤真空過(guò)濾機(jī)連續(xù)脫酸，洗滌出料，脫出的25%鹽酸一部分循環(huán)，另部分可作為商品出售。脫酸后的濕料連續(xù)進(jìn)入哈氏合金螺桿篩網(wǎng)離心機(jī)，經(jīng)干燥等工序處理后得成品。優(yōu)點(diǎn)：該法省去了水洗和破洗兩道工序，節(jié)能效果顯著，所得產(chǎn)品白度高，顆粒均勻，含氯量均勻，不含鹽；因采用特殊通氯方式，避免了氯氣對(duì)搪瓷反應(yīng)釜的氣蝕現(xiàn)象，使得反應(yīng)釜壽命提高；能回收25%的副產(chǎn)品鹽酸，廢水排放量也少。缺點(diǎn)：對(duì)后處理設(shè)備的要求高，投資較大。該法是目前世界上CPE生產(chǎn)最先進(jìn)的工藝，山東維坊亞星集團(tuán)有限公司已引進(jìn)應(yīng)用該技術(shù)。

參考文獻(xiàn)

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光穩(wěn)定劑是抑制或減緩由光氧化作用引起的高分子材料發(fā)生降解的助劑。隨著高分子合成材料的快速發(fā)展，尤其是合成材料在戶外應(yīng)用的日益增加，光穩(wěn)定劑已成為塑料助劑的重要類別，主要應(yīng)用于塑料、涂料、橡膠、化學(xué)纖維、膠黏劑等高分子材料及其他特種高分子材料。

光穩(wěn)定劑按其作用機(jī)理可分為4類：①自由基捕獲劑，主要是受阻胺類光穩(wěn)定劑；②紫外線吸收劑，按化學(xué)結(jié)構(gòu)分主要有二苯甲酮類、苯并三唑類、三嗪類和水楊酸酯類；③猝滅劑；④光屏蔽劑。其中紫外線吸收劑作為光穩(wěn)定劑的重要品種，其作用機(jī)理在于能強(qiáng)烈地吸收照射于材料表面的紫外線，并將能量轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)害的熱能釋放。其優(yōu)點(diǎn)在于能有效地吸收紫外線，并且具有良好的熱穩(wěn)定性和光穩(wěn)定性。紫外線吸收劑已成為光穩(wěn)定劑主要發(fā)展方向之一。

二、光穩(wěn)定劑行業(yè)市場(chǎng)

2014年，全球塑料助劑產(chǎn)量和消費(fèi)量近1300萬(wàn)噸，其中增塑劑占全球塑料助劑總量的近60%；阻燃劑占全球塑料助劑總量的15%以上；熱穩(wěn)定劑占8%，其他依次為沖擊改性劑與加工改良劑、劑、抗氧化劑、發(fā)泡劑、抗靜電劑和光穩(wěn)定劑。

2014年，全球光穩(wěn)定劑的總消費(fèi)類和總產(chǎn)量在5.5萬(wàn)噸，占全球塑料助劑總量不到0.5%，但光穩(wěn)定劑消費(fèi)額約占塑料助劑市場(chǎng)的8%。目前，苯并三唑類紫外線吸收劑全球消費(fèi)量預(yù)計(jì)在2.5-3萬(wàn)噸。美國(guó)、歐洲、中國(guó)、日本為主要消費(fèi)國(guó)，其中美國(guó)消費(fèi)量占全球總消費(fèi)量20%，歐洲占25%，中國(guó)占15%，日本占8%，其他國(guó)家光穩(wěn)定劑消費(fèi)量占全球32%。美國(guó)、歐洲、日本光穩(wěn)定劑消費(fèi)年均增長(zhǎng)率在0.5%-3%左右，我國(guó)光穩(wěn)定劑消費(fèi)年均增長(zhǎng)超過(guò)8%。

根據(jù)MarketsandMarkets，2014-2019年期間，全球塑料助劑市場(chǎng)復(fù)合年增長(zhǎng)率預(yù)計(jì)將達(dá)5%，至2019年達(dá)455億美元。在2013年，亞太主導(dǎo)塑料助劑市場(chǎng)，所占市場(chǎng)份額超過(guò)40%.就國(guó)家而言，至2019年中國(guó)對(duì)塑料助劑的消費(fèi)量在全球?qū)⒕邮?，?019年，全球光穩(wěn)定劑市場(chǎng)消費(fèi)量將達(dá)36億美元。美國(guó)目前是全球最大的塑料助劑消費(fèi)國(guó)，但在不久的將來(lái)預(yù)計(jì)將被中國(guó)超越。

三、國(guó)內(nèi)光穩(wěn)定劑產(chǎn)業(yè)情況

我國(guó)60年代開始苯并三氮唑系列紫外線吸收劑的研發(fā)，天津合成材料研究所是國(guó)內(nèi)從事該行業(yè)研究的研發(fā)單位，根據(jù)其研發(fā)成果，曾在天津力生化工廠建立UV-327中試裝置，并開始中試生產(chǎn)。而后天津合成材料研究所對(duì)系列產(chǎn)品進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究開發(fā)，90年代以后，紫外線吸收劑行業(yè)在我國(guó)獲得了快速的發(fā)展，形成了一批具有較強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力的生產(chǎn)企業(yè)。

目前，我國(guó)雖然形成較為齊全的產(chǎn)品系列，但普遍存在裝備水平低下，三廢處理技術(shù)欠缺的問(wèn)題。特別是三廢處理問(wèn)題，是長(zhǎng)期困擾我國(guó)該行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵問(wèn)題，這也是我國(guó)該行業(yè)均分布在沿海及寧夏的原因。但隨著環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng)以及全國(guó)環(huán)保一盤棋的推進(jìn)，整個(gè)行業(yè)將面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。2013年江蘇某知名企業(yè)就因?yàn)橥蹬艔U水，負(fù)責(zé)人已被刑拘。

國(guó)外主要光穩(wěn)定劑企業(yè)是德國(guó)巴斯夫、美國(guó)氰特、韓國(guó)松原集團(tuán)、日本旭電化、城北化學(xué)等，苯并三唑類光穩(wěn)定劑國(guó)外主要是巴斯夫生產(chǎn)，工廠分布在德國(guó)蘭佩海澤姆和日本東京。國(guó)內(nèi)年產(chǎn)能千噸級(jí)企業(yè)主要有十來(lái)家，具體如下表：

近幾年光穩(wěn)定劑行業(yè)供給和需求市場(chǎng)沒有大的變化，價(jià)格相對(duì)穩(wěn)定，但隨著國(guó)內(nèi)對(duì)化工企業(yè)三廢排放要求的提高，一些不達(dá)標(biāo)企業(yè)只能停止生產(chǎn)，或者減少產(chǎn)量，導(dǎo)致價(jià)格略有上升，對(duì)廢水的處理也增加了企業(yè)成本，當(dāng)然也隨著石油化工下游原料成本的下降，轉(zhuǎn)移了部分增加的成本。目前該行業(yè)總體毛利在30%左右，凈利潤(rùn)率10%左右。

國(guó)內(nèi)產(chǎn)品出口比例在70-80%，因這類產(chǎn)品沒有專門的稅則號(hào)，具體出口數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)難度大。

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我國(guó)發(fā)展支持節(jié)能減排的化工新材料，主要是發(fā)展以下3類：高性能化、功能化通用聚合物材料，節(jié)約能源提高能效的化工新材料以及利用可再生能源的新材料。1.發(fā)展高性能化和功能化通用聚合物材料發(fā)展支持節(jié)能減排的化工新材料，首先是要發(fā)展高性能化、功能化通用聚合物材料，提高通用聚合物材料的性能，實(shí)現(xiàn)材料使用減量化，延長(zhǎng)材料使用壽命。例如有機(jī)高分子材料就是一種高能量密度材料，其中通用聚合物材料產(chǎn)量大，應(yīng)用面廣。2011年，我國(guó)僅聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、丙烯-丁二烯-苯二烯（ABS）等合成樹脂的產(chǎn)量達(dá)到4798萬(wàn)t。提高材料的性能和功能化水平，對(duì)材料使用合理化、減量化、延長(zhǎng)使用壽命有重要作用，可以明顯減少凝結(jié)在材料中的資源和能源消耗，如現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中使用地膜通過(guò)提高強(qiáng)度減薄一半，大棚膜壽命延長(zhǎng)一倍，其節(jié)材節(jié)能效果就高達(dá)50%。通用聚合物材料高性能化、功能化的技術(shù)路線主要有以下4種：①增加或改變共聚單體或調(diào)整共聚單體的比例。如氣相法或溶液法聚乙烯用丁烯-1做共聚單體改變成用己烯或辛烯共聚；丙烯與丁烯共聚生產(chǎn)高透明丙-丁共聚聚丙烯；調(diào)節(jié)醋酸乙烯含量，生產(chǎn)各種比例乙烯-醋酸乙烯共聚物。②開發(fā)新催化體系或改進(jìn)現(xiàn)有的催化體系。如開發(fā)新外給電子體與氫氣和共聚單體共同調(diào)節(jié)聚丙烯的分子結(jié)構(gòu)，生產(chǎn)新牌號(hào)聚丙烯材料；采用茂金屬催化體系取代齊格勒-納塔催化體系，生產(chǎn)新牌號(hào)聚乙烯、聚丙烯產(chǎn)品。③開發(fā)新聚合工藝與反應(yīng)器實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)合成材料的高性能化。如雙反應(yīng)器或多反應(yīng)器串聯(lián)工藝，生產(chǎn)雙峰分布的性能更優(yōu)異的聚烯烴產(chǎn)品；采用氣相法帶預(yù)聚合的臥式反應(yīng)器串聯(lián)工藝以更低的能耗生產(chǎn)均聚、無(wú)規(guī)共聚、共聚聚丙烯，尤其共聚產(chǎn)品分子鏈中允許有更高的橡膠相含量，因此有更高的抗沖擊性能；開發(fā)溶液聚合工藝生產(chǎn)具有優(yōu)異耐熱性、強(qiáng)度、韌性的聚丁烯-1；采用溶液聚合工藝生產(chǎn)的丁苯橡膠也是一種適合生產(chǎn)節(jié)能環(huán)保輪胎的新膠種。④共混或接枝改性提升通用聚合物合成材料的性能。如2種或多種聚合物共混改性；納米材料共混改性；聚合物接枝改性。2.發(fā)展節(jié)約能源提高能效的化工新材料我國(guó)單位GDP的能源消耗與國(guó)外先進(jìn)水平有明顯差距（見表3）。這與我國(guó)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中第三產(chǎn)業(yè)比例低有關(guān)，更和我國(guó)能源使用效率低有關(guān)。為此，發(fā)展節(jié)約能源提高能效的化工材料應(yīng)該受到重視，主要包括：提高汽車能效的化工新材料、建筑物節(jié)能材料和低能耗照明燈具材料。（1）提高汽車能效的化工新材料提高汽車能效的化工新材料有：汽車輕量化的化工新材料、高性能用材料和綠色輪胎用合成橡膠材料。①汽車輕量化的化工新材料包括低成本碳纖維及其熱固性和熱塑性復(fù)合材料，塑料油箱專用的聚乙烯、EVOH（乙烯/乙烯醇共聚物），替代擋風(fēng)玻璃的高透光、高強(qiáng)、高韌聚合物，汽車專用聚丙烯等各種合成樹脂材料。②高性能用材料包括聚-烯烴類、茂金屬聚-烯烴、烷基萘等基礎(chǔ)油，以及改進(jìn)油粘度指數(shù)、耐磨性、氧化安定性等性能的各類添加劑。③綠色輪胎用合成橡膠材料包括可降低輪胎滾動(dòng)阻力、提高耐磨性和抗?jié)窕缘木G色輪胎用合成橡膠材料，包括溶聚丁苯橡膠、稀土異戊橡膠、丁二烯、異戊二烯、苯乙烯共聚的集成橡膠等。（2）建筑物節(jié)能材料建筑物節(jié)能材料包括：適合建筑物隔熱保溫的聚氨酯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯等基材；無(wú)公害阻燃技術(shù)生產(chǎn)的聚合物發(fā)泡墻體材料；長(zhǎng)壽命隔熱隔音建筑物門窗結(jié)構(gòu)材料、密封材料。（3）低能耗照明燈具材料低能耗照明燈具材料包括：白色發(fā)光二極管（LED）材料、有機(jī)光半導(dǎo)體（OLED）材料。①白光LED材料在LED材料中，與太陽(yáng)光一致的白光LED用途最廣泛。白光LED用熒光粉用綠、藍(lán)、紅三色熒光粉混配而成。要求開發(fā)具備高輝度、高演色性、溫度消光特性和良好的色彩再現(xiàn)性的三色熒光粉。②OLED材料OLED材料主要包括：OLED照明用耐老化底襯薄膜、有機(jī)發(fā)光材料、高透光耐老化面層薄膜。3.發(fā)展利用可再生能源的新材料利用可再生能源的新材料主要包括：太陽(yáng)能熱發(fā)電用材料、太陽(yáng)能光伏電池材料、風(fēng)力發(fā)電用材料和儲(chǔ)能材料。（1）太陽(yáng)能熱發(fā)電用材料太陽(yáng)能熱發(fā)電用材料包括：可替代玻璃的耐老化、高強(qiáng)度、高韌性聚合物基材，涂敷用反射層材料。（2）太陽(yáng)能光伏電池材料太陽(yáng)能光伏電池材料包括：電池效率更高（＞20%）的晶硅材料；長(zhǎng)壽命的組件材料，如可以替代玻璃或金屬的更低成本的輕量化、耐老化聚合物材料；有機(jī)薄膜太陽(yáng)能材料，如耐光熱老化的背板薄膜材料，有機(jī)光電轉(zhuǎn)換材料，耐老化光學(xué)薄膜和封裝材料等。（3）風(fēng)力發(fā)電用材料目前，風(fēng)力發(fā)電呈現(xiàn)出了發(fā)電機(jī)功率越來(lái)越大、海上風(fēng)電場(chǎng)快速發(fā)展、葉片長(zhǎng)度不斷增加（已達(dá)120m）以及材料從玻璃纖維向碳纖維轉(zhuǎn)化等特點(diǎn)。適應(yīng)風(fēng)電發(fā)展，要開發(fā)以下化工新材料：復(fù)合材料用新型樹脂材料，如環(huán)氧樹脂聚雙環(huán)戊二烯樹脂；風(fēng)力發(fā)電機(jī)用高性能絕緣材料、材料、密封材料；海上風(fēng)電機(jī)組防腐涂層材料。（4）儲(chǔ)能材料由于太陽(yáng)能發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電的突出問(wèn)題——電力輸出不穩(wěn)定，對(duì)電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行影響大，所以發(fā)展分散式電能儲(chǔ)存裝備是一項(xiàng)可行措施。鈉硫電池、全釩電池、鋰電池是適合不穩(wěn)定電能儲(chǔ)存的3種主要的分散式儲(chǔ)能裝置，電池材料包括電解液、負(fù)極材料、正極材料、隔膜材料。為了適合儲(chǔ)能或動(dòng)力性要求，電池要不斷提升能量密度、縮短充放電時(shí)間、提高循環(huán)壽命、改善安全性，因此必須不斷改善材料性能，開發(fā)新材料和新體系電池，如鋰硫電池、鋰空電池等。

二、發(fā)展服務(wù)環(huán)境保護(hù)的化工新材料

我國(guó)發(fā)展服務(wù)環(huán)境保護(hù)的化工新材料，主要是要發(fā)展用于廢氣處理的新材料，發(fā)展用于污水深度處理實(shí)現(xiàn)污水回用的膜材料和脫除污水中難降解有機(jī)物和重金屬的材料，以及發(fā)展生物基可降解的高分子材料。1.發(fā)展用于廢氣處理的新材料我國(guó)在治理大氣污染的過(guò)程中，必須高度重視工業(yè)過(guò)程排放氣中煙塵、SO2、NOx、微量有機(jī)物的深度脫除。2012年我國(guó)消費(fèi)煤炭35.15億t，其中發(fā)電用煤占49%，其余大部分用于工業(yè)窯爐。目前，全國(guó)500多萬(wàn)臺(tái)工業(yè)窯爐中95%使用煤炭做燃料，煤炭燃燒產(chǎn)生的煙氣中有一定量顆粒污染物、SO2、NOx，因此，煙氣深度除塵、脫硫、脫硝是治理大氣污染的最重要措施。此外，一些工業(yè)過(guò)程也會(huì)產(chǎn)生含塵尾氣，必須進(jìn)行除塵處理；一些工業(yè)過(guò)程還會(huì)有含有微量有機(jī)物的尾氣排放。汽車尾氣中會(huì)有微量沒有充分燃燒的烴類和一氧化碳。（1）重視開發(fā)過(guò)濾除塵材料為了滿足工業(yè)過(guò)程排放氣體除塵的要求，必須要重視開發(fā)和發(fā)展適合不同溫度環(huán)境的過(guò)濾除塵材料，如芳綸、芳砜綸、聚酰亞胺纖維，以及與纖維織物復(fù)合的多孔聚四氟乙烯薄膜。（2）重視開發(fā)新型脫硝催化材料為了實(shí)現(xiàn)工業(yè)過(guò)程尾氣的深度脫硝，要重視新型脫硝催化材料的開發(fā)與生產(chǎn)，包括適合不同溫度尤其是低溫條件下具有高活性的脫NOx催化劑、高效脫NOx催化劑的低阻力降載體。（3）重視開發(fā)工業(yè)過(guò)程排放氣及汽車尾氣凈化材料工業(yè)過(guò)程排放氣中有機(jī)污染物及汽車尾氣凈化材料，包括：催化燃燒法脫除工業(yè)排放氣中微量有機(jī)物的高活性催化劑，尤其在低溫下具有良好活性的催化劑；能滿足第5階段、第6階段汽車尾氣排放要求和低貴金屬含量的汽車尾氣高效轉(zhuǎn)化催化劑及載體。2.發(fā)展污水處理材料我國(guó)淡水資源總量為28000億m3，僅占全球6%，人均占有2200m3，為世界平均水平的1/4，美國(guó)的1/5，列世界第109位。我國(guó)水資源的時(shí)間空間分布又很不均勻，北方地區(qū)淡水資源只有南方的1/4，全國(guó)有45%的國(guó)土面積年降水量小于400mm，且降水集中在6～9月，屬干旱缺水地區(qū)，全國(guó)669個(gè)大中城市有400多個(gè)城市常年淡水不足，嚴(yán)重缺水城市有108個(gè)，北京人均占有水資源量?jī)H為世界人均的1/13，還不如一些干旱的阿拉伯國(guó)家。我國(guó)不僅水資源十分貧乏，而且還有大量的工業(yè)污水、養(yǎng)殖業(yè)污水和生活污水。為此，我國(guó)要針對(duì)自身水體污染的現(xiàn)狀、實(shí)現(xiàn)污水深度處理回用的要求，發(fā)展用于水處理化工新材料。諸如，我國(guó)要開發(fā)用于污水深度處理、實(shí)現(xiàn)污水回用的膜材料，發(fā)展脫除污水中難降解有機(jī)物和重金屬的材料。（1）水處理膜材料水處理膜材料，包括提高污水處理效率的膜生物反應(yīng)器用膜材料、污水深度處理用膜材料。在污水的深度處理方面，超濾與反滲透結(jié)合可以對(duì)污水深度處理，實(shí)現(xiàn)污水回用；另外，要發(fā)展高通量、高選擇性的超濾膜、反滲透膜，包括膜用材料（如醋酸纖維素、芳香族聚酰胺）和膜的骨架織物材料、膜組件材料。（2）脫除污水中難降解有機(jī)物和重金屬的材料脫除污水中難降解有機(jī)物和重金屬的材料，包括可見光條件下催化分解廢水中有機(jī)物的石墨烯基催化材料（石墨烯-ZnFe2O4）、可脫除水中重金屬和有機(jī)小分子的納米纖維親和膜。3.發(fā)展可降解生物基材料通用塑料的使用帶來(lái)了白色污染，而開發(fā)生物基可降解高分子材料是消除白色污染的重要途徑。生物基可降解高分子材料主要有以下3類：（1）聚乳酸聚乳酸是利用生物質(zhì)生產(chǎn)的可降解聚合物中生物碳利用率最高的高分子材料，被稱為21世紀(jì)最有發(fā)展前景的高分子材料。但是，聚乳酸存在玻璃化溫度低、加工過(guò)程容易降解、熱性能差等缺點(diǎn)。近年的研究已發(fā)現(xiàn)，在聚L-乳酸中摻入少量聚D-乳酸可以解決熱性能差的缺陷，提高聚乳酸的使用性能。（2）聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚丁二酸對(duì)苯二甲酸丁二酯(PBTS)利用生物質(zhì)生產(chǎn)丁二酸，丁二酸加氫生成丁二醇，利用丁二酸、丁二醇和PTA作為單體生產(chǎn)的PBS、PBTS，是使用性能較好的生物基高分子材料。（3）其他除了以上2類可降解生物基材料，還有利用生物質(zhì)或部分利用生物質(zhì)資源的新型可降解高分子材料，如聚羥基脂肪酸酯（PHA），CO2和環(huán)氧丙烷、環(huán)氧乙烷共聚得到的脂肪族聚碳酸酯、聚-己內(nèi)酯（PCL），PCL改性聚合物。

三、我國(guó)化工新材料發(fā)展中存在的問(wèn)題與對(duì)策

篇10

關(guān)鍵詞：紡織子管 聚合物 管道資源

1、紡織子管的發(fā)展

隨著通訊運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的不斷拓展,業(yè)務(wù)多元化的變化,傳輸資源的需求也在迅猛增長(zhǎng),局部網(wǎng)絡(luò)資源緊缺的問(wèn)題逐步呈現(xiàn),尤其以管道這種不易獲得的戰(zhàn)略資源更加明顯,如果不盡快予以解決,將會(huì)影響業(yè)務(wù)的持續(xù)發(fā)展。同時(shí)城市管理越來(lái)越嚴(yán)格和規(guī)范,使得新建管道引起的道路開挖受到越來(lái)越多的外界干擾和政策限制,管道建設(shè)造價(jià)逐年攀升,使得現(xiàn)有管道的管孔資源已日漸緊張。如何進(jìn)一步開展節(jié)能,提升現(xiàn)有管道資源的利用率成為目前面臨的非常迫切問(wèn)題。

紡織子管是美利肯公司的一個(gè)專利產(chǎn)品,1997年開始進(jìn)行商業(yè)應(yīng)用,最初的設(shè)想是由當(dāng)?shù)氐倪\(yùn)營(yíng)商提出的,之后漸漸成熟逐步推廣,目前在美國(guó)、日本、韓國(guó)、東南亞和歐洲等國(guó)家有廣泛的應(yīng)用,2006年進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng),在電信、移動(dòng)、聯(lián)通等通信運(yùn)營(yíng)商中也都逐步開始推廣應(yīng)用。

2、紡織子管的概念

紡織子管是一種用高分子材料編織成網(wǎng)狀的柔性子管,因?yàn)槠渫庥^和手感像編織品而得名。其主材料選用聚酯和尼龍,這兩種聚合物的結(jié)合,提供了出眾的強(qiáng)度、韌耐磨蝕和溫度變化等通常特性,具有優(yōu)越力學(xué)性能和耐化工特性,不受土壤中的生化侵襲而降低性能。紡織子管內(nèi)部含一根牽引繩,可用來(lái)牽引、布放光纜,它沒有卷曲記憶,且內(nèi)表面涂有劑,以減少牽引阻力。

紡織子管專門為通信線纜的敷設(shè)而設(shè)計(jì)的,因其外觀和材料結(jié)構(gòu)為紡織品而得名,每條紡織子管有1-2或3孔。紡織子管是光電纜敷設(shè)領(lǐng)域的一項(xiàng)重大技術(shù)革新,在管道建設(shè)中節(jié)約成本,能適合于各種不同的電纜敷設(shè)環(huán)境,不僅能將穿放的電纜分隔,在穿拉過(guò)程中能降低電纜表面的摩擦損傷,更重要的是能充分提高管道的利用率,降低材料費(fèi)用,縮減工程費(fèi)用開支。

3、紡織子管的特點(diǎn)

紡織子管作為一種新型材質(zhì)的管材,專門為通信線纜的鋪設(shè)而設(shè)計(jì)的。紡織子管可以提高管道的利用效率,從而降低管道建設(shè)成本。另外紡織子管還具有柔韌性好,敷設(shè)快捷,施工方便,防盜竊（不可回收）等特點(diǎn)。紡織子管在地下管道占用空間小,所以在同一個(gè)管道中可以布放更多的纜線,從而節(jié)省管道資源,尤其是在城市中心及一些關(guān)鍵路段。缺點(diǎn)是怕紫外線,這類產(chǎn)品是由高分子聚脂面料制成,所以它只適合在地下管道、橋梁或室內(nèi)應(yīng)用,不適用于室外引上。適用于空管道、已有電纜或PE子管的老管道、甚至小孔徑的梅花管或PE子管。

4、紡織子管的用途

目前紡織子管已經(jīng)用于:中國(guó)電信,中國(guó)移動(dòng),中國(guó)聯(lián)通等管線工程中。

(1)鋪設(shè)在已布線纜管道中:用紡織子管,可以在已有的線纜之間擠出空隙布置新的光,電纜。這給通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)者帶來(lái)了:充分挖掘和利用現(xiàn)有的管道資源,減少材料成本和人力成本,避免可能的道路開挖申請(qǐng),減少交通和環(huán)境影響,節(jié)省工程時(shí)間和工程費(fèi)用。

(2)鋪設(shè)在空管中（塑料外管）:用傳統(tǒng)的方式,外管的利用率為12%。用紡織子管的方式,外管利用率為45% 好處為:節(jié)省了外管資源,降低了工程建筑成本,節(jié)省了地下空間,保留了未來(lái)發(fā)展的空間,提高通信管道的利用率達(dá)300%。

5、子管的性能比較

隨著管線工程業(yè)務(wù)的發(fā)展,難免要在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上增加線纜。在現(xiàn)有的子管鋪設(shè)中再增加線纜是一個(gè)不可以解決的問(wèn)題。必須重新開挖道路,重新投入一樣的工程造價(jià),地埋本身工程造價(jià)高,加上塑料管的兩次拉繩拉線的人工的費(fèi)用,國(guó)家要付出更多的人力、物力、財(cái)力。另外就是在線纜彎曲或者特殊變向時(shí),因?yàn)樗奈锢硇再|(zhì)子管不能隨著線纜走,必須線纜隨子管。且在施工中切割焊接有灰塵,搬運(yùn)重也多增加費(fèi)用。

為了解決以上技術(shù)上的缺陷,紡織子管可以填補(bǔ)空白。提供網(wǎng)狀的管道線纜套:由耐腐朽、耐高溫、耐磨損、抗紫外線、阻燃的高分子材料聚合制成;具有很高的強(qiáng)度、韌性,可以折疊,可以跟線纜走向隨意彎曲;結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單創(chuàng)新、組合多樣、單孔、多孔均可,可以用于不同規(guī)格的線纜;高分子聚合物管套不會(huì)和纖維、金屬、鋼管／塑管內(nèi)的其它元素起反應(yīng);使用壽命長(zhǎng)在30年以上,施工前防紫外線的外層包裝,更有效防老化,延長(zhǎng)網(wǎng)套的使用壽命;假如沒有外界的影響,壽命可以達(dá)到百年以上;節(jié)省利用地下有限管位,充分利用管道空間;在拉繩上記有米數(shù)標(biāo)識(shí)可以清楚的看在施工過(guò)程光纜的進(jìn)程;在網(wǎng)套上也有標(biāo)記可以在鋪設(shè)時(shí)知道所需的光纜數(shù)量;高分子聚合物網(wǎng)套還在上面標(biāo)顏色（紅、黃、藍(lán)）,以便于區(qū)別線纜。也可以根據(jù)客戶的特殊要求定制顏色;在制造過(guò)程中已把拉線纜的繩子做到管套里面,可以直接把線纜從這頭拉到另一頭無(wú)須再次拉繩拉線,比子管內(nèi)穿繩拉線纜節(jié)約三分之二時(shí)間,省去二次拉纜線的費(fèi)用,施工簡(jiǎn)便輕松;集成網(wǎng)狀的管套,節(jié)約材料成本,減輕重量減輕運(yùn)輸成本,減輕施工搬運(yùn)笨重,可以隨意取長(zhǎng)短,剪切方便無(wú)灰塵。

但由于紡織子管價(jià)格比塑料管高,塑料子管產(chǎn)業(yè)有多大的利益關(guān)系在里面,所以目前來(lái)說(shuō)推廣紡織子管不是件容易的事。不過(guò)目前在國(guó)內(nèi)已有一線大城市已經(jīng)全面在使用,所以使用紡織子管是大勢(shì)所趨,大量代替塑料子管指日可待。

參考文獻(xiàn)

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