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化工新型材料

发布时间: 2022-11-07 13:45:03 来源:网友投稿

美国佐治亚理工学院开发碳纤维回收新方法

碳纤维复合材料中的基体环氧树脂很难溶解,因此很难实现碳纤维的回收再利用,造成了资源浪费。据报道,最近,佐治亚理工学院的研究人员发现了一种碳纤维回收新方法,几乎可以将某些热固性碳纤维复合材料中的碳纤维100%回收再利用。

这种新方法是将复合材料浸泡在乙醇溶剂中,使包裹在碳纤维周围的环氧树脂缓慢溶解。树脂溶解之后,碳纤维与环氧树脂便可分离,实现再应用。该方法可直接用于很多工业领域,并同时兼顾经济效益和环境效益。

这项研究由美国国家科学基金会、中国国家自然科学基金、新加坡A*Star公共部门基金和新加坡国家研究基金会支持的数字化制造和设计中心(DManD)共同赞助,并于7月12日发表在Advanced Functional Materials上。

碳纤维,以轻质高强著称,被广泛应用于航空航天和汽车等领域。但是不同于铝、铁、塑料,它的缺点之一,就是难以回收。伍德拉夫学院的教授Jerry Qi领导了一个由佐治亚理工学院可再生生物制品学院的研究人员组成的团队。Qi说:“碳纤维复合材料的聚合物基体通常都是像橡胶一样的交联结构,不能轻易溶解,因此很难除去聚合物实现碳纤维的回收再利用。”

该研究团队采用了一种名为Vitrimers的特殊环氧树脂作为碳纤维的基体材料。在某种条件下,Vitrimers中含有可以替换结构但不损坏交联网络完整性的动态键,小分子化合物乙醇参与到网络结构的替代反应中,能有效地溶解Vitrimers树脂。Qi表示,这种新的循环过程有望实现美国和欧洲每年产生的数千吨碳纤维废料的回收再利用。(中国建材报)

俄研究者合成土中可降解复合材料

据报道,单用化学聚合物制成的塑料包装材料很难在自然环境中降解。为减轻这类材料对环境的污染,俄罗斯研究者用农林业废料与聚乙烯等化学材料混合,制成了可在土壤中自然降解的聚合物基生物复合包装材料。

于莫斯科的普列汉诺夫经济大学研究人员在新一期荷兰《聚合物和环境杂志》上报告说,他们将葵花子的外壳、小麦谷糠、木材的锯末制成木质纤维粉颗粒,另用亚麻和小麦茎秆的纤维制成颗粒,并把上述2类颗粒中的每一种分别与聚乙烯等化学聚合物按一定比例混合,其间还加入含乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)树脂的添加剂,以促使混合物中各种材料更好地融合反应。

研究小组检测了如此制成的2类生物复合材料的物理特性、吸水性、高温下氧化降解速度与生物材料颗粒尺寸之间的关系。结果显示,颗粒越大的木质纤维粉与聚乙烯等混合制成的复合材料在土中高温堆放时自然降解得越快;但农作物茎秆纤维制成的颗粒尺寸大小与生成材料降解速度没有明显关联。研究人员说,这些生物复合材料的合成成本与纯化学聚合物材料相当或略少。

参加这项研究的普列汉诺夫经济大学“复合材料与工艺实验室”主任潘秋霍夫说,用生物材料与化学聚合物混合制作包装材料的主张并不新鲜,海外研究者正尝试利用槿麻、香蕉、竹子、甘蔗茎秆纤维和咖啡豆外壳等多种农业废料制成可降解塑料。但是将这些生物材料按多少比例、借助什么工艺与化学聚合物混合,才能使塑料达到理想强度、韧性并保持良好降解特性,是摆在科研人员面前一道难题。该项目研究小组将继续完善相关工艺,以期盡早达到实用水平。(新华网)

帝人芳纶扩大荷兰工厂芳纶纤维的产能

据报道,帝人芳纶公司(Teijin Aramid)于7月13日宣布,将扩大其在荷兰埃曼工厂的芳纶纤维(超级纤维)产量。据称,帝人集团在该工厂的纺纱新技术上投资了一笔金额暂未公开的资金,预计将于2019年第一季度正式启动。

此项投资是为了满足帝人高性能对芳族聚酰胺纤维需求的增长,新的纺纱技术有利于提高生产能力。新技术还能提高纺纱加工的自动化程度,减少劳动力。

帝人芳纶总裁兼首席执行官Gert Frederiks表示,该投资不仅能实现新技术还使得公司能够满足日益增长的市场需求。帝人芳纶称,过去的5年时间里,公司在研发上的投资超过收入的5%。帝人芳纶目前负责所有芳纶和聚乙烯产品的生产、开发和销售工作。(中国玻璃纤维工业协会)

住友橡胶3年后在华乘用胎产能提高60%

近日,住友橡胶透露,基于对节油轮胎需求十分旺盛的预测,到2020年其在中国的乘用轮胎产能将提高60%。

据悉,住友橡胶拟将轮胎产能提升至每天10万条。为实现这一目标,住友橡胶预计将耗资2.67亿美元,把湖南长沙工厂的产量扩大2倍,即由每天2万条提高到6万条,今年下半年就将作出投资决定。此外,还将扩大江苏常熟基地的乘用胎产能。

该公司计划在1~2年内,将在华经销商数量增长10%至7 000家,重点为四川和湖南等内陆地区。据称,住友橡胶目前在中国的市场份额不到10%。

住友橡胶还在中国开设了20家以“D-Guard”为店名的综合汽车用品店,提供更换机油、电池等汽车保养和检查服务。希望通过加强服务,提高其品牌影响力。

住友橡胶预计,2017年将创造8 500亿日元的销售额,比上年增长12%,稳居全球市场轮胎份额第6位。为拓展海外业务,住友橡胶还计划在巴西和南非进行重大投资。(中国橡胶网)

肖特:供应全球最大天文望远镜玻璃

近日,德国肖特集团在北京宣布,竞得全球最大光学天文望远镜——欧洲极大望远镜(E-ELT)的玻璃供应合同,这一天文望远镜的全部镜片将由肖特集团提供,目前已经开始生产。这一超大主反射镜包含798块六边形ZERODUR 微晶玻璃组件,5个极大望远镜(ELT)反射镜中的前4个也会配置ZERODUR 微晶玻璃组件。

肖特是一家特种玻璃和微晶玻璃领域跨国高科技集团公司,是中国市场上玻璃原材料的重要提供商。肖特玻璃产品应用广泛在电讯、医疗、消费电子、半导体、家电、医药、汽车、光学、能源等多个领域。

据悉,2016年肖特集团在全球的营业额为20亿欧元,约合人民币160亿元。中国在其全球市场中仅次于美国和德国,位列第3,约占全球营业额的10%。但中国市场非常具有活力,增长速度很快,据预测在2020年左右,中国将成为肖特集团全球最大的市场。

1.5万吨Lyocell纤维产业化项目实现全线开车达产

据报道,7月17日,中国通用技术集团中纺院绿色纤维股份公司迎来振奋人心的时刻——年产1.5万吨Lyocell纤维产业化项目实现全线开车达产。

1.5万tLyocell纤维产业化项目作为国内首条全套装备国产化、拥有中纺院自主知识产权的生产线,自2016年12月23日项目投料开车成功,打通了整个工艺流程后,该公司上下以及中纺院整个项目团队秉承精益求精的原则,对生产线设备及工艺进行了几十次的完善和优化,在实践中不断探索,反复印证,攻克了多个关键技术点,同时通过不断完善各项管理流程,提高生产管控能力,使设备连续运行的稳定性以及产品质量得到不断提升。2017年3月开始试生产以来,经过4个多月的不懈努力,一步步从1/3纺丝位、2/3纺丝位,最后实现了全部纺丝位的连续稳定生产,产品质量指标超过国内同类产品,达到国外同类产品水平。截至目前已累计实现生产1 600多t。

此次全线开车成功是中纺院在Lyocell纤维产业化进程中的一个大跨步,整体规划的基础更加巩固。随着下一步产业规模的不断扩大,必将对我国纤维领域“绿色制造”工业化乃至整个纺织行业格局产生深远的影响。(国资委网站)

中科院专家研制出快速去除饮用水重金属的新材料

从中科院合肥物质科学研究院了解到,该院专家研制出一种新的吸附材料,能够对饮用水中铅、铜、镉3种重金属实现快速深度去除,且能够重复利用从而使成本大大降低,具有广阔的应用前景。该项目由中科院合肥物质科学研究院智能所刘锦淮研究员课题组完成,相关研究成果发表在工程技术类国际知名期刊《应用表面科学》上。

随着工业发展进程加快,饮用水中的铅、铜、镉等重金属污染愈发严重,已经成为影响人类健康的重大问题。在各种去除重金属的方法中,吸附法因其设备简单、操作简便、运行成本低,成为目前去除重金属的主要方法。然而传统吸附剂的吸附速度很低,通常需要几小时甚至几十小时才能达到吸附平衡。

课题组副研究员孔令涛介绍,该材料通过将β-环糊精单体交联聚合成β-环糊精聚合物,极大增加了表面积和表面负电性。实验证明,这种吸附材料能在5min内就达到吸附平衡,远远高于目前的常规材料。

此外,该吸附剂还可以通过简单的酸泡实现脱附再生,极大地降低了吸附成本,具有很大的应用前景。(上海证券报)

我国成功研制M40J高性能碳纤维

据报道, 近日,在“国产M40J碳纤维工程化研制及应用”一条龙项目牵引下,威海拓展纤维有限公司和中简科技股份有限公司历经五年研制,突破了稳定化制备、碳纤维表面处理等关键技术,分别建成了百吨级M40J高模高强碳纤维生产线。这标志着我国M40J高模高强碳纤维进入稳定生产阶段,也意味着高性能碳纤维国产化时代正式到来。

碳纤维是重要的战略物资,是高精尖复杂产品实现轻量化、高性能的关键原材料。然而此前该材料一直依赖进口,制约了我国相关产品的研发进程。如果碳纤维不能自主保障,缺乏穩定基础,则规模应用和持续发展如同空中楼阁无从谈起。

据介绍,M40J高模高强碳纤维复合材料制品具有轻量化、高比强度、高比刚度和抗振性等特点,是高精尖航天复杂型号产品不可或缺的关键材料。目前这种高性能碳纤维仅有头发丝的1/10粗细,拉伸强度可以达到4 800MPa,弹性模量达到了385GPa,是高强钢的3~5倍,相关性能达到国际领先水平。

作为该项目的“龙头”单位,中国航天科工二院二部在项目执行过程中,打破了国外技术壁垒,形成了一系列自主知识产权,满足了高精尖航天复杂型号产品研发的指标需求。这种高性能碳纤维在国务院此前印发的《关于中国制造2025的通知》中提出的高档数控机床和机器人、航空航天装备、海洋工程等10个重点发展领域都有广泛应用,将有力助推“中国制造2025”。(经济日报)

甲烷氧化偶联制烯烃实现低温催化

据报道,华东师范大学路勇课题组在低温甲烷氧化偶联(OCM)制取烯烃研究上取得重要进展。相关成果日前发表于《科学进展》杂志。

据介绍,目前通过非石油资源经由合成气间接合成低碳烯烃的研究接连取得突破性进展,但间接合成流程长以及合成气造气高温、高能耗和高物耗也是不争的事实。因此,甲烷的直接转化一直是科学家孜孜以求的理想路径,但极富挑战性。

研究人员受“甲烷低温电化学氧化制甲醇”等研究的启发,推断有效降低氧气分子活化温度可能是开启通向低温OCM反应之门的“钥匙”。他们由此提出了“低温化学循环活化氧气分子以驱动低温OCM反应”的新思路,目标性地选取在低温下能同MnxOy形成化合物的二氧化钛助剂,对相关材料进行了改性,使反应温度由原来的800℃~900℃大幅降至650℃后,仍获得了20%以上的甲烷转化率和60%以上的产物选择性。

同时,该低温化学循环与钨酸钠产生协同催化作用,实现了目标产物的高选择性调控。研究人员还提出了催化剂晶格氧转化速率阈值的判据,即无论在何种反应温度下,只要催化剂晶格氧转化速率能达到阈值及以上,该催化剂便具有良好的催化性能。另外,该催化剂稳定性良好,在720℃下稳定运行500h无失活迹象。同时,甲烷转化率和乙烯等产物选择性始终保持在26%和76%以上。(中国科学报)

金陵亨斯迈环氧丙烷项目投产

据报道,由中石化与美国亨斯迈在南京市合资建设的环氧丙烷项目生产装置,近日实现一次开车成功,产出了合格环氧丙烷和甲基叔丁基醚。该项目自启动至今已4年多时间,此次顺利投产,对优化南京地区产业布局、加快江苏地区高附加值石化产业链的形成、促进新型节能环保材料的发展和高品质清洁油品的推广具有重要意义。

南京金陵亨斯迈新材料有限责任公司由中国石化股份有限公司和亨斯迈化工贸易(上海)有限公司合资组建,2012年11月在南京化工园注册成立,总投资49亿元,依托中国石化南京地区低碳烃资源优势和美国亨斯迈公司先进技术,建设环氧丙烷项目。

该项目采用美国亨斯迈公司丙烯与异丁烷共氧化法生产环氧丙烷并联产甲基叔丁基醚的工艺技术,具有产品收率高、装置能耗低、三废污染少的特点,符合国家产业发展政策要求,是当今世界理想的环氧丙烷生产技术,建成后可年产24万t环氧丙烷和74.2万t甲基叔丁基醚。

环氧丙烷是精细化工产品的重要原料,广泛用于汽车、建筑、食品、烟草、医药及化妆品等行业。甲基叔丁基醚是优良的汽油高辛烷值添加剂和抗爆剂,含氧量相对较高,能够显著改善汽车尾气排放。(南京日报)

森麒造出国内首条民用航空轮胎

据报道,7月19日,青岛森麒麟轮胎股份有限公司(以下简称“森麒麟”)在青岛召开新闻发布会,发布首批由中国企业自行研制、具有完全自主知识产权的国产航空轮胎。这一举打破了民用航空轮胎长期被国外品牌垄断的局面,实现了我国民用航空轮胎制造领域“零”的突破。

航空轮胎就如飞机的双脚,是飞机起飞、降落和滑行过程中唯一接地的部件。由于要承受普通轮胎数十倍的极端载荷、近10倍的气压、最高450km/h的高速和降落时的巨大冲击,所以航空轮胎的结构极其复杂,由至少20层高性能尼龙材料和数个高强度钢丝圈组成,对制造技术和工艺有着近乎苛刻的要求,一向被视为轮胎制造行业“皇冠上的明珠”。据中国民航局行业发展统计公报,我国民用航空飞机数量去年已达2 950架。但这些飞机使用的却全是米其林、普利司通、固特异等国外品牌轮胎,没有一条国产航空轮胎。

此次森麒麟发布的首批民用航空轮胎,主要为四种型号的斜交航空胎,适用于波音737NG、波音737CLASSIC两种机型。“对于航空轮胎来说,安全性始终是第一位的,必须做到万无一失。”盛保信表示,森麒麟生产的每一条航空轮胎都经过了最严格的测试,除了物理性能试验、气密性能、水压爆破实验等静态测试项目外,还有模拟飞机最极限使用条件的61次动态模拟试验,保证产品的安全性能经得住考验。

据悉,森麒麟也已将空客系列轮胎、国产飞机轮胎、通用航空轮胎纳入产品研发规划。下一步,森麒麟将推动航空轮胎进入量产和产业化阶段,计划投資3亿元建成总面积约3万m2的航空轮胎智能工厂,年产能15万条,预计可新增销售收入15亿元。届时,青岛森麒麟将成为国内最大、最先进的航空轮胎科研生产基地。(中国经济网)

中国鑫达40亿元投建3大材料项目

据报道,7月17日,中国鑫达集团(以下简称“鑫达”)在哈尔滨市经济开发区举行黑龙江鑫达重点项目签约仪式,正式启动其30万t生物复合材料项目、10万t工程塑料升级改造项目、3D打印耗材智能制造示范工厂及3D打印展示体验云工厂3大重点项目。项目总投资将超过40亿元,这是鑫达发展历史上最大的单次投资。

以上项目在哈尔滨建成后,将为鑫达实现中国汽车用高分子复合材料产销第1,创新生物可降解材料产业链最全、中国行业内产销第1,以及创新高分子材料3D打印耗材品种最全、中国行业内产销第1的3大战略目标奠定坚实基础,此举也是鑫达对未来发展新格局的重要战略布局。

生物复合材料项目既包括以秸秆等生物质为原料形成生物质复合材料,也包括以聚乳酸材料为基础的生物基复合材料;既可以实现农业秸秆变废为宝,也可以使传统的“白色污染”塑料变成可降解的环保产品,具有经济和环境双重效应。

鑫达的工程塑料升级改造项目,则是通过对于现有生产流程、设备的改造,形成高性能材料的生产能力,从而可以与国际材料巨头在金字塔顶端的特种应用中竞争,摆脱中低端材料依靠价格竞争的落后局面,填补中国材料制造业空白领域。

另一个重点项目鑫达3D打印耗材智能制造示范工厂及3D打印展示体验云工厂项目建成后,将助于鑫达实现包括通用塑料、塑料合金、工程塑料、特种工程塑料、生物塑料在内的3D打印耗材品种最全,中国行业内产销第1的规划目标。此项目还将整合自动化管理、大数据分析、云端运算,将灵活生产线与平台系统无缝整合,打造符合”工业4.0”的智能工厂,加速中国制造业转型升级。(中国玻璃纤维工业协会)

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