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化工新型材料

2016-04-23

新材料产业 2016年8期
关键词:离心机材料

美军研发防弹“龙丝”弹性高达40%

据美国“防务一号”网站7月12日报道,美军委托一家生物技术企业研发可用于制造防弹衣的超强“龙丝”。这家企业位于密歇根州,在过去10年里研究蚕的基因改造。该公司计划通过将蜘蛛的DNA加入蚕的基因生产“龙丝”。这家名为“克雷格生物技术”的公司称,一旦确定“龙丝”配方,将向美国军方提供不同粗细的这种材料及其不同编织技法,以检测其防弹性能。

该公司首席运营官约恩·赖斯说,相比目前制造防弹衣的常用材料凯夫拉人造纤维,“龙丝”的强度或许不足,但弹性领先。“凯夫拉的弹性值为3%,”赖斯说,“我们的人造丝弹性高达30%~40%。”(新华网)

瑞士科学家开发一种可制造人造肌肉的新材料

据报道,瑞士巴塞尔大学和瑞士联邦材料研究所的研究人员新近开发出一种制备硅薄膜材料的新技术,可制备厚度在纳米级别的硅薄膜,形成的薄膜表面平滑、厚度均匀。将数千层薄膜材料叠加后形成的人造肌肉材料,工作电压只需要40V,这一电压值通过常见的纽扣电池即可实现。科研人员表示,这种材料将很快应用于人体植入装置的制造,治疗各种失禁症状。

受电场作用可伸缩的人工材料,即所谓电活性高聚物,可将电能转化为机械能。硅薄膜材料是其中一个主要品种,具有广泛的应用前景,其重要的应用领域之一是用于制造人造肌肉。目前的硅薄膜材料厚度在微米级别,需要的工作电压为几百伏特,这对于人造肌肉的工作条件来说要求太高。如果硅薄膜厚度能控制在纳米级别,则工作电压可大大降低,但能产生的推动力则很小,需要将数千层薄膜叠加在一起使用,才能产生足够的动力,现有的生产工艺很难制备这种具有“三明治”结构的多层硅薄膜复合材料。

这项新技术的另一重要意义是使用了交流电喷工艺,即将硅溶解在溶液中通过高压电场作用喷雾形成硅薄膜,其独特性在于不是通常使用的直流电,而是使用交流电,因此工艺简单、更加适合大规模生产,可实现百万件的生产规模,开发适用于汽车等大批量产品的新用途,如用于汽车中多种部件(如可折叠部件、后视镜、车灯、雨刮等)以及工业自动化领域的各种夹具、开关、阀门驱动等。(科技部)

西格里集团陶瓷部件搭乘“朱诺”探测器成功进入木星轨道

历经5年的太空旅行,美国国家航空航天局(NASA)的“朱诺”探测器已于7月初成功进入太阳系最大行星“木星”的轨道。木星的强辐射环境对航天器系统及材料提出了极高的要求。搭载上朱诺探测器的有一个起着关键作用的陶瓷部件,该部件是基于西格里集团生产的碳纤维增强碳化硅材料制成。

“朱诺”探测器携带有高精度测量仪器。其中,磁强计的传感器载体(“磁强计光具座”)就是由西格里集团优化的SIGRASIC材料制成,极其坚固。该材料为非磁性材料,可用于磁场研究所需,且同时满足航空航天工程中极为严苛应用环境下的高耐热性、低密度、高硬度、高强度以及出色的耐温性、耐辐射性以及抗热冲击性要求。此外,该材料兼具低热膨胀性与高导热性,特别有利于该部件在木星极端环境条件下保持高度的机械稳定性。

西格里集团是碳纤维增强碳化硅(C/SiC)材料研发领域的先驱。该材料最广为人知的应用就是自2002年起成为保时捷GT2车型标准配置的碳陶刹车片。如今,该碳陶刹车片已经应用于众多高性能跑车。

通过对C/SiC材料有针对性的开发以及凭借其优越的性能,到目前为止,该材料已在其他诸多领域也得以应用,其中包括采用C/SiC的赛车离合器片、工业应用中的耐磨零部件如泵部件、轴承部件、充电架等,弹道防护(装甲)用复杂形状部件以及与摩擦相关的其他工业应用。

这种高科技材料潜力巨大,西格里集團将继续致力于该材料的开发,并根据客户的特定需求提供定制化的解决方案。

美国研究人员用煤炭开发出聚氨酯复合材料

据报道,美国研究人员利用废弃的煤灰开发出了轻量PU复合材料。北卡农业技术州立大学的复合材料中心研究所表示,这种材料可存储在地下数十年而不会损害环境。该研究中心主任Kunigal Shivakumar称,如果将它取出重新磨成粉末,还可用于生产制造。他说,煤灰并非废料,如果处理得当,是很有价值的资源。混合后的材料可模塑成外饰板、盖板和内饰模具。他补充说,如果要长期存放,可注塑成大型块状体。项目助理研究教授Wade Brown名下持有这种PU加工工艺的部分专利,他表示,煤灰可作为新材料的原料,但与聚氨酯混合后仍然能够保持化学惰性。

北卡州政府向该大学提供了为期2年共40万美元的研究经费,用于研究煤灰的“有益再利用”。2014年共计有约39 000t的煤灰倾倒进北卡伊顿附近的丹河。

Shivakumar表示,这项创新的关键是,生产过程中不需要额外的热能,可利用烧煤工厂的任何类型煤灰直接加工。消除热能的过程减少了生产成本,可改善环境,“这是一项清洁技术”,他说。

这种材料中包含了75%的煤灰,这一含量比例有可能提高到80%。Shivakumar说,研究团队曾经将这种材料放在测试盆内数周,发现它既不溶解于水,也不吸收水份。据美国煤灰协会下属煤碳燃烧产品生产和利用调查报告透露:2014年美国共产生了1.3亿t煤灰垃圾。(中化新网)

BAU Congress China 2016再获新突破为建筑行业高端展会树立新标杆

2016于7月4-6日,BAU Congress China 2016在北京成功落下帷幕,活动取得了前所未有的突破。71家国内外展商参展,包括行业顶级品牌,如霍曼门业(H rmann)、可耐福(Knauf)、乐德(ROHDE KG)、霍柯(Hueck)、洁福地板(GerflorFloorings)、亚萨合莱(ASSAABLOY),森鹰(Sayyas)和坚朗(Kin Long)等国内外企业悉数参展,BAU Congress China的国际化程度进一步得到了提升。观众方面再创历史新高:现场观众人数创造了新的记录,共有4 511名专业观众注册参观,与2015年相比增幅达到50%。

BAU Congress China已在京成功举办2届,吸引了众多的行业目光。聚焦高品质建筑市场的精准市场定位,及大会加展览的新颖理念让“BAU”这一品牌成功落地中国。展商的参展需求呈现爆炸式增长,大会及ATI论坛也受到了前所未有的关注。此次大会也是针对快速发展的中国市场而着力打造的集创新建筑科技、高质量建筑及设计、建材及建筑系统的集中交流与展示平台。

其中,展会涉及建筑设计方面的新材料的多项应用技术和展示,包括金属、陶瓷、控制系统等,以及涉及智能建筑等方面内容。

三菱化学宣布出售中印2国PTA资产

据报道,7月27日,日本三菱化学控股集团宣布,将剥离中国和印度的精对苯二甲酸(PTA)业务,合并年销售额约为1 300亿日元(合12.3亿美元)。

三菱化学表示,由于中国厂商不断增产导致持续供应过剩,该业务在今后将难以盈利。三菱化学同意将其在中国的PTA企业转让给浙江省宁波市的石油化工公司,印度企业的股权将售予美国投资基金。预计出售金额总计超过100亿日元(约合人民币6.4亿元)。不过,将保留在印度尼西亚和韩国的PTA业务。

数据显示,三菱化学拥有宁波三菱化学公司(NingboMCC)54.9%股权,该公司在中国宁波运营着一套33万t/a的PTA装置。此外三菱化学拥有三菱化学PTA印度公司66%股权,在印度霍尔迪亚运营着2套PTA装置,合计产能84.5万t/a。三菱化学在韩国的PTA资产包括在位于韩国丽水的Samnam石化公司40%股权。三菱化学全資拥有在印尼的PTA资产,即位于Serang的PT三菱化学公司。

近年来,三菱化学把投资集中到先进材料,工业气体和保健产品等领域。在石油化工产品领域,它已经撤出了年销售额规模达3 000亿日元的业务。(华股财经)

新型分子添加剂显著提高有机晶体管性能

据报道,莫斯科国立大学的化学家近日发现了一种新型分子添加剂,可显著提高有机晶体管的性能,该材料未来有望成为有机电子学发展的重要基础。相关研究成果发表在《先进材料》杂志上。

这种新分子材料类似放射状胶质细胞,可以作为聚合物基质添加剂使用。莫斯科国立大学研究人员德米特里·伊万诺夫介绍,现有的聚合物添加剂大部分只能在无机半导体上使用,如目前最常使用的氟化添加剂,它并不适用于塑料电子学领域的大部分多聚物。通过与德国德累斯顿聚合物研究所的研究人员合作,他们经过计算机模型及一系列实验后发现,新分子添加剂可与有机聚合物充分混合,不会出现分层等不良现象,添加了该分子材料的半导体导电性提高近100倍,是目前已知的最有效有机半导体添加剂。

有机晶体管和二极管在现代微电子技术中占有重要地位,以它们为基础制造的有机发光二极管和显示屏较之传统硅元件具有显著优势,特别是在移动设备领域。不过,其优缺点也很明显:一方面有机电子元件具有较高的灵活性和较低的成本;另一方面使用寿命和运算速度还有待提高,这也限制了其工业规模应用。

伊万诺夫认为,新分子添加剂将使科学家和工程师获得更廉价、更快速、更可靠的有机电子元件,这是制造真正意义上的有机电子设备和有机计算机的关键一步。“我们的研究成果有助于研制新一代太阳能电池。此外,我们正在考虑制造有机场效应管。毫无疑问,这种新型分子将会显著推动有机电子学发展。”(科技日报)

新材料可通过手机检测有毒气体

据报道,一个日美联合研究小组最新开发出一种可以高灵敏度检测有毒气体的感应材料,利用这种材料及近场通信(NFC)技术,可以让手机在几秒内读出空气中是否存在有毒气体。

日本物质材料研究机构日前说,他们和美国麻省理工学院合作,在碳纳米管表面涂上一层被称为超分子聚合物的高分子材料,使其变成感应材料。

据介绍,这种感应材料是利用碳纳米管的导电性变化来检测有毒气体浓度。碳纳米管本来是导电性强的材料,但被超分子聚合物覆盖后其导电性变差。当接触有毒气体时,超分子聚合物的化学键就会被部分破坏;而当超分子聚合物表面涂层被破坏后,碳纳米管导电性就会大幅上升。

将这种感应材料植入使用近场通信技术的电路中,就成为可检测有毒气体的传感器。操作时,只需用具有近场通信功能的手机“刷”一下传感器,5s内就可在手机上读出是否存在有毒气体,能检出的浓度可低至10ppm。这种传感器属于一次性用品,但是它小巧便携且成本极低,今后有望应用到地铁有毒气体监控等反恐或安监场合。(新华网)

全国最大甲醇联产LNG项目投产

据报道,7月14日,在孝义市千万吨级新型煤化工园区,鹏飞集团年产60万t甲醇联产4亿m3LNG项目一期正式投产。至此,在推进供给侧结构性改革、适应和引领经济发展新常态的大背景下,鹏飞集团通过产业链与资本链、技术链的深度融合,趟出了一条煤焦企业在逆境中破冰突围的新路径。

鹏飞集团60万t甲醇联产LNG项目,补齐了“只焦不化”短板,是山西省首家、全国最大的在同一工艺技术路线上生产甲醇联产LNG项目。依托集团500万t焦炭生产基地炼焦过程中产生的富余焦炉煤气资源,项目将焦炉煤气经压缩、净化、脱碳,通过零下170℃深冷液化,首先分离出产品LNG,剩余氢气、一氧化碳与脱碳工段的二氧化碳,经压缩混合在甲醇合成系统生成产品甲醇。这一工艺改变了传统甲醇联产合成氨工艺,实现了产品的高端化、效益最大化,在投资额不变的情况下,利润是历史工艺的2倍以上。项目全部建成达产后预计年可生产甲醇60万t,液化天然气4亿m3,以及杂醇、硫磺、驰放气等副产品,年可实现产值35亿元,利税12亿元。

鹏飞集团董事长郑鹏介绍道,“这个项目最大的亮点就是创新。首先是金融创新,主动与优质资本结成利益联合体,成功引进上市公司北京三聚环保公司,以股债结合方式投资20亿元合作建设60万t甲醇联产LNG项目,同时通过债转股、短期变长期、高利率变低利率等措施,多渠道降低融资成本;其次是技术创新,全国首个投产‘三段加热式6.25m捣固焦炉,德国最先进的炼焦设备SCP车及美国最先进的热循环炼焦技术,将传统的焦炉气制甲醇跟焦炉气制LNG进行联产,实现了全省首家、全国最大甲醇联产LNG;还有创新管理模式,通过与北京三聚创洁科技公司、北京皓天百能环保公司开展‘合同能源管理和‘合同环境管理,引进世界最先进的技术,降低了企业节能改造资金投入和技术风险。”(山西日报)

国内首台大直径聚乙烯离心机研制成功

据报道,近日,记者从东北炼化工程公司吉林机械分公司获悉,由这个分公司研发的国内首台大直径聚乙烯离心机设备通过中国石油科技部验收,各项指标达到国际先进水平,标志着聚乙烯原料中的悬浊液分离技术迈上新台阶。

这种型号为LWF-1000的聚乙烯离心机,转鼓直径1 000mm,长度与直径比为2.5,是目前国内首台大直径、大长径比聚乙烯离心机。吉林机械分公司在研制中,全面进行技术优化,成功制造出LWF-1000聚乙烯离心机,拥有5项创新、4项专利。

LWF-1000聚乙烯离心机首次修正了传统离心机离心分离沉降模型,提出“上浮临界粒度”模型;首次应用上浮临界理论,利用专业软件进行离心机流场分析;样机设计在整体布局上全面优化;在离心机设计基础上,在国内首创橇装离心机测试平台,可适用多物料种类分离性能测试;首次将自动化控制系统和实时监控预警系统技术安装在离心机上。

LWF-1000聚乙烯离心机的成功研制,使集团公司在聚乙烯离心机产品设计、生产制造等技术方面达到国内领先、世界先进水平,可全面替代国外设备,形成设计、制造、检验验收的成套完整技术。LWF-1000聚乙烯离心机较高的产能和分离效果,在聚乙烯行业中具有较强的竞争优势,将成为企业新的利润增长点。(中国石油报)

我国开发出全球首个聚氨酯化学发泡剂

据报道,7月6日,淄博正华发泡材料有限公司和山东理工大学共同开发的全球首创无氯氟聚氨酯化学发泡剂在山东淄博进行墙体喷涂应用试验取得成功。这为世界聚氨酯产业摘掉氯氟元素的紧箍咒、开启绿色发展的新篇章迈出了重要一步。

专利技术发明人、山东理工大学化学工程学院教授毕玉遂介绍,他们开发的聚氨酯化学发泡剂不含氯氟元素,可以完全替代现有含氯氟烃的物理发泡剂,为世界聚氨酯产业淘汰“消耗臭氧层物质”、减少温室气体排放找到了一条全新出路。无氯氟聚氨酯化學发泡剂CFA8是目前世界上除水外,唯一一种能与异氰酸酯反应产生二氧化碳气体的有机化合物,为聚氨酯化学发泡剂的开发研究奠定了理论基础,重新定义了聚氨酯产业发展方向。

1987年,《蒙特利尔议定书》国际公约约定:在世界范围内完全禁止使用氟利昂作为发泡剂;欧美等国家目前已完全禁止生产和进口第二代化学发泡剂HCFC-141b。中国承诺在2030年以前完全禁止生产和使用HCFC-141b。为了填补市场空白,第3代物理发泡剂HFC-245fa和HFC-365mfc应运而生,但在生产过程中依然产生大量破坏臭氧层的物质,而且会产生温室效应。目前,美国在力推第4代物理发泡剂,第4代发泡剂更环保安全,但全球变暖潜能值(GWP)仍大于1,分子中依然含有氟氯元素,对臭氧层的破坏无法避免。毕玉遂说,这些物理发泡剂随着环保性能的提高,价格也在成倍增加。

毕玉遂说,CFA8消耗臭氧层潜能值(ODP值)为零,GWP值为1,寿命期气候性能LCCP最低,是一种全新的绿色环保、安全的化学发泡剂。应用该发泡剂生产的聚氨酯材料压缩强度高、导热系数较低、尺寸稳定性良好。2013年,以舒兴田、吴慰祖、汪燮卿三位院士等专家组成的鉴定委员会对这一科技成果进行鉴定,认为该化学发泡剂生产工艺流程设计科学合理、原料易得、成本较低,生产过程无“三废”排放、清洁环保,材料各项性能符合相关质量标准,有望替代现有物理发泡剂。(中国化工报)

扬子石化制定PTA国家标准正式发布

据报道,日前,国家质量监督检验检疫总局和国家标准化管理委员会联合发布2016年第8号国家标准公告,由扬子石化公司质检中心起草的PTA产品标准以及PTA粒度分布等5个方法标准正式发布,并将于2017年1月1日起实施,从而结束了国内没有PTA国家统一标准的历史,为统一国内PTA产品质量标准提供了一把“标尺”,以推动行业进一步走向规范化轨道,提高中国产PTA整体质量。

扬子石化1989年建成投产的PTA生产装置曾是国内最大(45万t/a),一度占国产PTA市场总量90%以上份额,产品质量被用户誉为“世界一流、亚洲最好”,曾经被评为中国名牌产品、全国用户满意产品,投产之初即成功替代美国进口产品,拥有良好的口碑。扬子石化PTA挂牌价被视作国内市场风向标。

此次国家标准委委托扬子石化起草PTA国家标准,目的即是统一国内市场产品标准,解决长期以来行业标准难以推行难题,规范产品质量管理,提高产品品质。

扬子石化接受任务以来,组成了标准起草专家组,进行了广泛调研,并参照国外标准,并根据国内用户需要,增加了PTA酸值等新要素,确保了标准的先进性和实用性,之后召开了由包括行业专家、国有、民营企业人士参加的标准起草讨论会,吸收多方意见,形成了标准草案,上报国家标准委。(中国石化)

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