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连续法大气压低温等离子体聚四氟乙烯表面处理清洁生产技术
2010年我国含氟聚合物产能约8万多吨,占世界总产能的三分之一,产量近6万吨,其中PTFE约占80%,已成为世界第二大生产国。根据国家氟化工十二五规划,到2015年我国含氟聚合物产能将达到13.4万吨,产量达到9.4万吨,其中PTFE约占70%。随着战略性新兴产业的兴起,PTFE应用范围已经从传统领域扩展到环保、生物医药、新能源、电子信息等新兴产业领域。如在环保领域,PTFE膜接触器应用于烟道气处理;在生物医药领域,PTFE中空纤维管用作血浆过滤器;在新能源领域,PTFE用作锂电池隔膜和太阳能电池背板;在电子信息领域,PTFE用作驻极体材料。而这些应用,无一不涉及到对PTFE的表面处理。传统的湿化学法已经不能适应,正如氟化工十二五规划中所述:产品结构不合理,中低端产品为主,高端产品仍然依赖进口;应用开发不力,加工技术和设备落后。 大气压低温等离子体材料表面改性是一种新型的表面改性方法,这种方法可以有效地改善材料表面性能,且凭借其独特的优点使其具有其它传统方法不可比拟的优势,是一项值得深入研究的有广阔应用前景的技术。本项目采用大气压低温等离子体改性PTFE材料,替代传统的湿法化学处理方法,从而提高其表面的粘接性、吸湿性、可染色性、及生物相容性等性能,开发出适合对PTFE表面处理的高放电均匀性、高放电电离效率和大面积的均匀等离子体在线清洁处理技术,从而达到对PTFE表面改性的有效调控,取代传统的化学表面处理方法,推动相关产业的技术进步和PTFE在新兴行业中的应用,对于提升PTFE产品档次,促进PTFE在新兴行业的应用具有现实意义。 本项目所采用的常压低温等离子体设备为大面积、均匀连续处理设备,如图所示,可以实现稳定均匀DBD模式运行,配合上收卷、送卷,臭氧抽气等装置,可实现在线连续运行。目前已在实验室实现电极长度为1.5米的的大面积放电,如图(a)所示,将进一步结合在线处理要求,深入研究等离子在线处理工艺,开发如图(b)所示的在线处理样机。处理宽度0.5m,处理速度1-5m/min可调;处理厚度0.05-0.5mm;处理后PTFE表面水接触角不大于50°;PTFE表面微观形貌:表面刻蚀程度均匀。 技术特点及创新性 针对目前PTFE表面处理中采用的湿法化学处理方法安全性、环保性、节能性差的缺点,采用大气压低温等离子表面处理技术,通过研究放电参数、处理结构及处理气体对PTFE表面改性影响的规律,获取最优改性处理条件,找到最适合取代化学处理方法的PTFE表面状态;通过研究在PTFE表面接枝不同的分子链,使其表面产生新的分子结构和新的功能,解决表面处理后老化效应等问题;开发新型的DBD等离子体处理样机,提高等离子体大面积处理均匀性;实现对PTFE表面处理的在线连续性、经济性、清洁性和安全性。同时为低温等离子体材料表面改性的大规模工业应用提供实践。研发出适应工业化生产的PTFE表面处理新技术和新设备,从而提高其表面的粘接性、吸湿性、可染色性、及生物相容性等性能,而且改性只涉及表面纳米级别范围内,基体性能不受影响,对于提升PTFE产品档次,促进PTFE在新兴行业的应用具有现实意义。 ●应用前景: 以聚四氟乙烯复合胶带为例,该产品是采用PTFE乳液浸渍玻璃纤维基布,生产出聚四氟乙烯漆布,再进行单面表面处理后,涂上一层有机硅胶粘剂。该产品表面光滑,有着良好的抗粘性,耐化学腐蚀和耐高温性以及优秀的绝缘性能,并具有反复粘贴功能,广泛应用于在造纸、食品、环保、印染、服装、化工、玻璃、医药、电子、绝缘、砂轮切片、机械等领域,还可应用于浆纱机的滚筒、热塑脱模等行业。该产品预计全国年用量达1000多万㎡。再以太阳能电池组件背板为例,其主流产品是TPT。该产品是由上下两层PVF(聚氟乙烯)和PET(聚对苯二甲酸二乙酯俗称涤纶)薄膜三层复合而成。该产品的生产就涉及到对PVF的表面处理。相对于PTFE来说,PVF的表面处理就比较容易。据统计1兆瓦组件需要8800-10000平方米的背膜,2007年我国组件量为1717兆瓦,消耗各种背膜1500-1700万平方米,全部依赖进口。据《2008年中国光伏太阳能行业研究与投资前景分析报告》预测,2008年世界组件量为将上升40%,约为5600兆瓦,我国组件量约为2400兆瓦,需要背膜约1900-2400万平方米,PVF表面处理量达3800-4800万平方米。 目前,国内外相关研究大多实验室阶段,国外一些知名的大公司,如道康宁、3M以及德国的一些公司,也正致力于该技术研究。从目前报道资料情况上看,国外仅道康宁公司有应用报道,国内尚无相关产品推出。因此技术属于自主創新技术,将填补国内空白,达到国际先进水平。本技术具有应用的普遍性,不但可用于PTFE的表面处理,更可用于其它氟树脂和难粘高分子材料的表面处理,具有广阔的市场前景。本技术还可以推广到其他高分子材料处理领域,以及保护性包装、生物材料处理、薄膜沉积、生物医学应用等领域,在提高材料表面性能,开创材料新的应用领域方面发挥着至关重要的作用。
南京工业大学 2021-01-12
中国地质大学(北京)人工智能实验实践创新教学平台竞争性磋商
中国地质大学(北京)人工智能实验实践创新教学平台竞争性磋商
中国地质大学(北京) 2022-05-27
东北大学智能制造综合实验平台建设竞争性磋商(二次公告)
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东北大学 2022-05-27
北京交通大学智能体育场馆管理系统项目竞争性磋商公告
北京交通大学智能体育场馆管理系统项目竞争性磋商
北京交通大学 2022-06-23
智能网联车载激光雷达用小型化高性能半导体激光器
本项目利用一种新型结构独特的兼具准直和选频功能的混合菲涅尔透镜衍射光栅光学元件来实现一种小型集成化、窄线宽的半导体激光器。结合混合菲涅尔透镜衍射光栅光学元件外腔技术,使激光线宽小于50 kHz水平,实现微型化的厘米长度的窄线宽相干激光光源的批量制备。
北京大学 2021-02-01
科技部首批支持建设十个人工智能示范应用场景
首批10个示范应用场景包括:智慧农场、智能港口、智能矿山、智能工厂、智慧家居、智能教育、自动驾驶、智能诊疗、智慧法院、智能供应链。
科技部战略规划司 2022-08-15
智能电网动态补偿设备产品质量与性能检验检测技术及产业化
小试阶段/n该项目可解决的问题:目前在我国,对于动态性能的检测,没有提高专门的检验检测手段和方法,无法准确、完整地检验检测智能电网动态补偿设备的功能和性能。该项目的实施将提供一套完整的解决方案,可以有效解决动态补偿设备功能和性能的快速、准确、完整的检验检测问题,为国内外动态补偿设备制造业提供产品制造质量和性能指标检验检测服务;为电网和中大型电力用户的动态补偿设备的运行状况和性能指标、电能利用效率以及节能效果的检测、监
武汉大学 2021-01-12
以健康状态为核心的中医人工智能辅助诊疗服务平台与应用示范研究
一、项目简介 以中医学理论为依据,将采集的望、闻、问、切等信息用数据形式表达,强调客观地评价人体健康状态和病变本质,并对所患病、证给出概括性判断。另外,在中医大数据的时代背景下,完善中医人工智能辅助诊疗服务平台与应用的功能性。通过设计高效的在线信息分析技术,加强对病患终点结局的把握。 二、前期研究基础
厦门大学 2021-01-12
全电子式智能型(节能型)电弧焊机防触电保护器
1、使用该装置,则电焊把手处的空载电压不大于3V(峰峰值),该电压既不会直接也不会间接导致电焊工伤亡事故。目前市场上销售量的同类产品的空载电压24V(有效值); 2、该产品具有非常明显的节能效果,不使用该产品,电弧焊机的空载能耗约为1000W以上,使用该产品,电弧焊机的空载能耗不大于1W; 3、该产品为智能化产品,体积小(是目前市场上销售量最大的产品的1/2以下),重量轻,便于安装且即接即用无需调试(其它产品大多需现场调试),免维护(其它产品维修率高),对应用环境要求低(能用电焊机的地方都可用),接线简单,相当于串接供电开关,且含漏电保护功能; 4、该产品的加工及调试简单,核心控制系统模块化,不需要高水平的技工; 5、产该产品只需计算机、示波器、万用表、电烙铁等常用设备,及几十平方米的场地。 应用范围: 2005年国家安全生产条列规定,每个电弧焊机必须安装该产品,且5年强制报废。据权威部门统计,目前,我国电弧焊机保有量约500万台。 预期效果: 该产品的材料成本不高于300元,销售额约700元,1个生产人员年产量约12000台,每个生产人员年毛利480万。 生产该产品只需要计算机、示波器、万用表、电烙铁等常用设备,及几十平方米的场地,不需要太多资金;而且该产品的加工及调试简单,核心控制系统已经模块化,生产不需要高水平的技工,且单人可生产。
北京交通大学 2021-04-13
面向农村的太阳能微动力分散式智能污水处理系统
安徽建筑大学 2021-01-12
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