芳纶基环氧树脂开发与应用 1、技术分析 低粘度液体芳纶基环氧树脂，既保留芳纶纤维的骨架结构又引入环氧基团，还引入柔性的醚键，与芳纶纤维及环氧树脂的相容性均较好，起到桥梁作用，可在不破坏芳纶纤维本体结构情况下，解决了芳纶纤维与环氧树脂基体间界面粘结性问题，同时也能增加环氧树脂基体的韧性；不改变现有复合材料生产工艺，可操作性强，可实现工业化大规模生产，具有非常强的国内外竞争力及产业化应用前景。 2、应用范围及目前应用状态 特种环氧树脂复合材料相比于金属材料，具有轻质、耐磨损的性能优势，用于大型客机、商务飞机、固体火箭发动机壳体和卫星等结构部件，可有效减轻机身自重，节约飞机燃料的使用。在新一代通信技术方面，芳纶可增加光缆的刚性和强度，广泛应用于室内外光纤和电力缆的增强件，对推动我国新一代通信技术的发展起到重要作用。在电子电器相关领域，日本松下电器公司在浸渗高耐热的环氧树脂固化芳纶无纺布上贴合铜箔而制成印刷线路基板。特种环氧树脂复合材料兼具优异的电绝缘和耐热性能等优点，可作为耐高温绝缘材料应用于电动机、变压器、电抗器等电力设备中，同时因其优异的力学性能也可用于绝缘拉杆及绝缘支撑器件。 目前应用状态：完成芳纶基环氧树脂增强E-51固化物应用研究，探索了芳纶基环氧树脂对芳纶织物-环氧树脂复合材料之间的界面性能的影响。 （1）芳纶基环氧树脂增强E-51固化物应用研究 选择环氧值为最大条件下制备的芳纶基环氧树脂，将芳纶基环氧树脂添加量分别为 E-51质量分数的2.5%、5%、7.5%与 E-51 混合后，经二乙烯三胺固化，根据国标制得标准样条，样条如图1所示。 （a）拉伸样条      （b）弯曲、耐冲击样条图1  固化样条 表1 掺入百分比的2号样品的固化物力学性能 2号样品掺入量 /% 拉伸强度 /MPa 断裂伸长率 /% 弯曲强度 /MPa 冲击强度 kJ/m2 0 31.55 1.65 107.08 5.42 2.5 60.08 3.11 96.04 7.96 5 68.94 3.96 128.65 11.25 7.5 44.64 2.54 97.07 11.34 如表1所示，掺入量的增加，固化物拉伸强度、断裂伸长率和弯曲强度均呈现先增后减趋势，在E-51中添加5%时，弯曲强度略有提高，拉伸强度提高2.2倍，断裂伸长率提高2.4倍，抗冲击强度提高2.1倍。主要是因为芳纶基环氧树脂液体本身具有刚性苯环，同时也含有柔性的烷基侧链，并以环氧基封端，提高了与树脂基体的相容性，将刚性结构交联到体系当中，提高了体系的力学强度，因此掺入芳纶基环氧树脂液体后拉伸强度和断裂伸长率均提高了。而冲击强度保持上升趋势，掺入量超过5%后基本不再发生变化。 （2）芳纶基环氧树脂对芳纶织物-环氧树脂复合材料制备 取一定量环氧树脂，常温下加入一定比例的芳纶基环氧树脂，再将固化剂（DEDDM）加入到上述混合物中（胺值与环氧值等当量），搅拌均匀后，再按真空干燥箱中，抽真空30min。采用手糊法制备芳纶织物/环氧树脂复合材料，铺好后盖上离型纸放入80℃压机中加压，使树脂与芳纶纤维布浸渍，将平板硫化机升温至140℃，将脱模布和离型纸放入，铺厚3mm放在模具中，将140℃/1MPa下保压15min，再将压力升至10MPa，保温固化2.5h，冷却至室温开模，如图2所示。 图2  芳纶织物-环氧树脂复合材料 3、前景及经济社会效益分析 本项目根据芳纶纤维和环氧树脂的结构特点，设计和制备一种具有“两亲结构”的新型芳纶基环氧树脂。该树脂具有芳纶的骨架结构和环氧丙烷的侧链。分子中的芳纶骨架部分与芳纶织物纤维的结构相同，有利于两者之间的互相亲和。而芳纶基环氧树脂分子中的环氧基团与环氧树脂的结构具有相似性，与环氧树脂具有很好的相容性。芳纶基环氧树脂能广泛应用于电缆增强、防弹背心、运动织物、登山绳、防割手套和绝缘纸产品中，带动更多收益效应。 蓖麻油基环氧树脂开发与应用 1.研究背景及意义 目前我国已是世界上塑料制品生产和消费最大的国家，环氧树脂具有优异的粘接强度，良好的介电性能，制品尺寸稳定性好、硬度高、柔韧性较好、对碱及大部分溶剂稳定，是一种常见的应用非常广泛的热固性树脂塑料，目前全球环氧树脂年产量达到250万吨左右，需求量巨大。其中双酚A型环氧树脂用量最广泛，占环氧树脂总量的85%以上，67%以上的双酚A型环氧树脂则依赖于石化资源，同时其存在着毒性问题。 目前，国内外对于生物基热固性树脂的研究相对越来越热，其中，植物油以其来源广、产量大、价格低的优势，而备受广泛研究，目前有关植物油基增塑剂和环氧树脂的研究主要包括大豆油基、桐油基、蓖麻油基、甘油基、松香基等。 蓖麻是世界十大油料和四大不可食用油料作物之一，我国是世界上栽培蓖麻和生产蓖麻籽的主要国家之一，种植面积和产量曾一度跃居世界第一，蓖麻油是重要的化工原料，称作“土地里种出的石油”。 蓖麻油的基本结构： 羟基平均官能度约2.7，羟值为156～165 mg/g，碘值80～90 g/100g，皂化值为170～190 mg/g。 2.技术路线 （1）环氧蓖麻油缩水甘油醚的合成（ECOGE） 环氧蓖麻油缩水甘油醚的合成采用液体酸多相催化法，其原理是有机酸被过氧化氢预氧化为过氧化有机酸，再将蓖麻油缩水甘油醚氧化为环氧蓖麻油缩水甘油醚，反应原理如下式所示。 （2）蓖麻油多元醇的合成（COP） 选择不同催化反应体系，使用甲醇、乙醇、丙烯醇、苯酚、苯甲酸、丙烯酸等不同柔性、刚性基团对环氧蓖麻油环氧基团进行开环加成，增加分子中羟基，制备蓖麻油多元醇，为下一步蓖麻油多缩水甘油醚制备提供基础。此反应过程中，酸催化体系下发生亲电加成反应，碱催化体系下发生亲核加成反应，在开环过程中，注意避免酯键发生水解或者酯交换反应。 （3）蓖麻油多缩水甘油醚的合成（COPGE） 将上述蓖麻油多元醇与环氧氯丙烷反应，生成蓖麻油多缩水甘油醚，此反应有两种方法合成，一种是羟基与环氧氯丙烷发生开环闭环两步反应，最终生成缩水甘油醚；第二种方法是羟基和环氧氯丙烷直接一步法制得缩水甘油醚，但是环氧氯丙烷用量大。 3 蓖麻油基环氧树脂的结构与性能参数 （1）蓖麻油三缩水甘油醚（XY966） 环氧值：0.15~0.25 eq/100g 粘度(25℃)：150~450mPa·s （2）氢化蓖麻油三缩水甘油醚（HCOGE） 环氧值 ： 0.18 eq/100g 粘度(25℃) ： 850 mPa·s （3）环氧蓖麻油三缩水甘油醚（ECOGE） 环氧值 ：0.38 mol/100g 粘度(25℃) ：650 mPa·s  （4）苯氧基蓖麻油多缩水甘油醚（POCOGE） 环氧值：0.24 eq/100g； 粘度(25℃) ：950 mPa·s （4）苯酚-蓖麻油基多缩水甘油醚（PCOGE） 环氧值： 0.24 eq/100g； 粘度(25℃) ： 1550 mPa·s （5）蓖麻油九缩水甘油醚（ CONGE ） 环氧值：0.31 eq/100g， 粘度(25℃) ：6050 mPa·s 3.本项目的特色与创新之处 （1）项目特色 1）本研究所采用的原料蓖麻油是植物基可再生资源，所合成的蓖麻油基环氧树脂是低毒环保可降解物质； 2）本研究采用酰化和环氧化反应，分别制得具有很好柔韧性的环氧乙酰蓖麻油，和具有很好刚性的环氧苯甲酰蓖麻油两种增塑剂； 3）本研究以柔性的蓖麻油为原料，引入刚性基团，合成一系列柔性和刚柔兼备蓖麻油基环氧树脂。 （2）项目创新之处 1）研究采用酰化和环氧化反应，分别制得具有很好柔韧性的环氧乙酰蓖麻油，和具有很好刚性的环氧苯甲酰蓖麻油两种增塑剂，反应步骤少，处理简单。其中环氧乙酰蓖麻油拉伸效率高于DOTP，而环氧苯甲酰蓖麻油的拉伸强度和断裂伸长率均高于DOTP，可应用于刚性需求高的场合； 2）本研究将蓖麻油碳碳双键环氧化后开环，后与环氧氯丙烷反应制得高环氧值的蓖麻油基环氧树脂，提高了固化物的交联密度，提高了环氧树脂的拉伸、弯曲等性能。 3）本研究在柔性的蓖麻油分子链中引入刚性基团，解决了蓖麻油基合成一系列刚柔兼备蓖麻油基环氧树脂，赋予环氧树脂配方良好的柔性、抗冲击性和耐热冲击性能。

本项目针对我国插秧机械长期照搬日、韩栽植参数体制导致我国水稻种植体制未能按照我国国情发展这一基本事实。创新研制一种分秧与放秧分离的行距可快调的新型缽苗栽秧机。解决我国多少年一贯制的不论品种、不论土壤肥水条件、不分地域、千篇一律的固定行距机械种植模式问题，形成原创技术。

环氧化合物与脂肪醇开环反应关键技术 开发了活性高选择性好的高氯酸盐固体酸类新型环氧化合物开环反应催化剂体系、连续管式反应器及绿色反应工艺等关键技术，通过催化剂、反应器和原料配比来调控反应选择性，根据市场变化自如调节主副产品比，建立3套万吨级连续管道式二元醇单烷基醚生产装置，实现装置通用化、产品系列化、主副产品综合利用。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、成果简介 项目属化学工程精细化学品领域。项目原料环氧化合物主要为环氧乙烷(EO)、环氧丙烷(PO)和环氧氯丙烷(ECH)，进行开环加成、直接酯化或闭环反应，制得一系列环氧精细衍生化学品，主导产品包括二元醇单烷基醚、二元醇醚羧酸酯和脂肪族缩水甘油醚等醇醚酯类高级溶剂与环氧树脂活性稀释剂，用途广泛。因原料危险性大、技术含量高、产品品种和品质要求多，高端产品长期依赖进口。通过对其生产关键技术长达20余年的协同创新研究，取得如下自主创新成果： 1、环氧化合物与脂肪醇开环反应关键技术 开发了活性高选择性好的高氯酸盐固体酸类新型环氧化合物开环反应催化剂体系、连续管式反应器及绿色反应工艺等关键技术，通过催化剂、反应器和原料配比来调控反应选择性，根据市场变化自如调节主副产品比，建立3套万吨级连续管道式二元醇单烷基醚生产装置，实现装置通用化、产品系列化、主副产品综合利用。 2、二元醇醚羧酸酯直接酯化法绿色生产新工艺技术 开发了苯并噻唑类离子液体、Ni-Al/离子交换树脂等酯化酸催化剂体系，低毒酯类共沸脱水剂体系，连续固定床预反应串反应精馏酯化工艺。预反应系统提高了反应精馏主反应的效率；催化剂可回收、循环使用，解决了常规中和带来的操作与污染问题；酯类脱水剂低毒、高效、环境友好；GMP自动化无尘包装，产品质量指标达国际电子级要求；建立4套万吨级生产装置，实现清洁生产。 3、氯醇醚高浓度碱闭环制备脂肪族缩水甘油醚清洁生产工艺关键技术 开发了季铵盐型缩水甘油醚阳离子相转移催化剂，催化高浓度NaOH闭环反应，副产固体盐多，并消除了夹带产品问题，通过饱和盐水萃取可低成本精制固体盐；用饱和盐水热泵蒸发析盐，解决高浓度盐水污染问题；建立单、双、多缩水甘油醚等3套万吨级通用型生产装置，产品质量达国际先进水平；生物基、低氯、水溶及高品质产品填补国内空白，建成全球产能最大、品种齐全的脂肪族缩水甘油醚生产基地。 4、副产物的综合利用技术 开发了开环反应副产物的资源化利用技术。二元醇醚副产残液与碱、卤代烷进行williamson醚化反应，制得多乙二醇双醚；丙二醇醚副产残液通过中和、脱色等精制得多丙二醇单醚，用作脱硫脱碳溶剂或制动液原料。 5、废弃物的资源化利用技术 系统开发了脂肪族缩水甘油醚废弃物资源化利用技术。固体盐精制得工业盐，用作水泥磨料、制砖防冻剂等；盐水蒸发析盐过程中回收多羟基有机物制备环氧树脂增韧聚酯；减压精馏前馏分精制处理出原料和产品；精馏残液通过环氧基改性后可实现废弃物的综合利用；这些技术开发，解决了废弃物出路问题，实现了清洁生产。

中试阶段/n本课题团队所研发的3F-FC充填式浮选柱，主要创新是将逆流矿化、旋流矿化、管流矿化合为一体，所形成的流型有利于颗粒在不同区域与气泡接触起到混合、粘附与清净的作用。相对于传统机械式搅拌浮选机主要具有如下优点：(a)矿粒在捕集区下降时,与上升的气泡逆流接触,填料细小的通道增强了矿粒与气泡之间的碰撞加速了浮选；(b) 宏观上整个柱内是逆流的相对接触,气泡和矿浆的绝对速度低,相对速度高,在柱内能量消耗少,因而浮选具有平稳的流体动力条件。(c) 泡沫区充填的填料起到了支承泡沫的作用,因此,理论上当浮选柱的泡沫层无限高时,颗粒挟带的极限趋近于零。(d) 3F-FC浮选柱有较大的精选能力,矿浆品位在柱中变化较大,故工艺上浮选柱最多采用两段操作,即流程简单化。同时，不需要刮泡装置、机械搅拌装置，电耗低。因此，通过此项新技术可以摆脱传统作业中流程较长的束缚，达到降低浮选作业成本的目的。。目前，本成果已在实验室内完成大量的试验研究与数据收集工作，承担并完成了国家自然科学基金“规整填料胶磷矿浮选柱传递特性的基础研究”、国家“十二五”科技支撑计划课题“中低品位难选胶磷矿高效绿色选矿技术研究与示范”等课题，并同宜化集团联合承担了湖北省重大科技创新计划项目“高镁低品位磷矿选矿集成关键技术研发及示范”，研究成果发表在Minerals Engineering，Trans. Nonferrous Met. Soc. China和化工矿物与加工等刊物上10余篇。“充填浮选柱柱式分选中低品位磷矿技术”项目通过了湖北省科技厅组织的鉴定。在2016年，“低品位难处理胶磷矿高效绿色利用关键技术与工程示范” （2016J-232-1-037-012-R01）获得湖北省科技进步一等奖。。其次，本课题团队已完成3F-FC柱式浮选设备的反浮选脱镁中试研究，建成了Φ500×6000mm的柱式浮选设备，通过实践证明该浮选柱在磷矿反浮选脱镁中可获得良好的效益：对入矿品位P2O5为26.8%、MgO含量为3.9%时，经单一反浮选可获得P2O5品位31%以上，回收率90%，MgO为0.81%的精矿指标，且尾矿品位可降低到6.29%。因此，本课题团队希望该成果能够在上述应用的基础上获得更多关注，拟将本项新技术推广至实际生产中，利用更高效的柱式浮选设备替代传统的槽式浮选机，完成磷矿加工企业或磷化工企业的技术革新，创造更高的企业利润，减少更多的环保压力，提高我省磷产业相关企业的核心竞争力。。该项目的主要目标是替代目前开放式的槽式浮选装置，减少投资、减少用地面积、降低能耗，改善现场操作环境，为我省磷化工装置搬迁改造储备具有国际领先水平的新技术。。在十几年的理论研究与设备开发过程中，本团队已投入项目经费近150万元，培养研究生7人，通过建立Φ500×6000mm的3F-FC柱式浮选设备完成反浮选脱镁中试研究。。支持额度：。500。万元。承接单位：。湖北省。项目进展：。目前，本成果已在实验室内完成大量的试验研究与数据收集工作，承担并完成了国家自然科学基金“规整填料胶磷矿浮选柱传递特性的基础研究”、国家“十二五”科技支撑计划课题“中低品位难选胶磷矿高效绿色选矿技术研究与示范”等课题，并同宜化集团联合承担了湖北省重大科技创新计划项目“高镁低品位磷矿选矿集成关键技术研发及示范”，研究成果发表在Minerals Engineering，Trans. Nonferrous Met. Soc. China和化工矿物与加工等刊物上10余篇。。项目基本内容：。本课题团队所研发的3F-FC充填式浮选柱，主要创新是将逆流矿化、旋流矿化、管流矿化合为一体，所形成的流型有利于颗粒在不同区域与气泡接触起到混合、粘附与清净的作用。相对于传统机械式搅拌浮选机主要具有如下优点：(a)矿粒在捕集区下降时,与上升的气泡逆流接触,填料细小的通道增强了矿粒与气泡之间的碰撞加速了浮选；(b) 宏观上整个柱内是逆流的相对接触,气泡和矿浆的绝对速度低,相对速度高,在柱内能量消耗少,因而浮选具有平稳的流体动力条件。(c) 泡沫区充填的填料起到了支承泡沫的作用,因此,理论上当浮选柱的泡沫层无限高时,颗粒挟带的极限趋近于零。(d) 3F-FC浮选柱有较大的精选能力,矿浆品位在柱中变化较大,故工艺上浮选柱最多采用两段操作,即流程简单化。同时，不需要刮泡装置、机械搅拌装置，电耗低。因此，通过此项新技术可以摆脱传统作业中流程较长的束缚，达到降低浮选作业成本的目的。

高效且节能环保的微波、超声波技术近年来备受关注。微波加热具有高选择性、升温速率快、温度分布均匀、易自动控制等优点。鉴于传统工艺条件下许多反应无法进行或效率低下的现状，研发一种微波超声波高效协同技术，将两种能量波无干扰地结合，从而可解决功能材料制备、固体废弃物再利用、食品加工等领域内传统工艺存在的难题。该技术能实现快速、高效、靶向合成指定单一组分及目标混合物，处理过程具有化学选择性高、有效成分损失率低、产物结晶度高等特点，而

本技术是以二氯乙烷为原料，经低温氯化、分离，得到三氯、四氯、五氯和六氯乙烷。三氯、四氯、五氯乙烷再分别经脱氯化氢、脱水得到二氯乙烯、四氯乙烯。 低温氯化温度不高于 80℃，二氯乙烷转化率不小于 98%，三氯乙烷、四氯乙烷和五氯乙烷的比例可根据需要在不同范围内调整。

1000万吨/年炼油减压分离装置是由天津大学精馏中心负责完成的、国内首套千万吨级炼油装置。蒸馏强度从3.38 t/m2·h提高到7.96t/m2·h，蒸馏强度达到国际最大；减压拨出率达60.9%；单位能耗降低了24%。

   北京川布兰生物技术开发有限公司（以下简称“川布兰生物”）成立于2000年6月，是北京市高新技术企业。公司自成立以来，一直致力于生物科学与生物教育领域相关产品的研究与开发，拥有良好的实验环境和高端的专业研发团队，开发了多种具有自主知识产权的中学生物教学专用实验仪器设备，为中学生物教学改革做出了卓越的贡献。     “用川布兰生物的专业能力感染每一位老师”是川布兰生物的企业口号。川布兰生物的员工中，具有生物学背景的博士、硕士、本科专业人才占85％以上，凝聚了一批具有丰富经验的研发和技术人员。公司曾承接国家科委的生物相关研发项目；配合教育部相关部门制订了《高中理科教学仪器配备标准》；为人民教育出版社高中生物实验教材《生物技术实践》拍摄教学光盘；在国家级学术期刊《教学仪器与实验》上开辟了“川布兰生物”专栏《生物新课程实验园地》；多次成功举办了全国及地方性生物教师新课程实验培训；公司研发的多种中学生物教学专用仪器、专利产品及代表公司专业能力的教学试剂盒得到专家及学校教师的高度评价，同时被收录到高中教学仪器配备标准中；公司组织编写的生物竞赛系列辅导用书《精英教案》和举办的生物竞赛辅导成为全国生物竞赛师生通往成功之路的宝贵通道，得到了各地生物学科顶尖中学的信任与支持。     “十年磨一剑”，川布兰成立二十年来，专注于为中学生物教育领域服务，积累了丰富的经验。为配合教育部新课标的实施，川布兰生物精心设计了中学生物实验整体解决方案，从专业角度因地制宜地帮助学校进行生物实验室建设和升级改造。同时为学校提供优质、完善的实验教学指导服务、现场技术指导服务、网上在线实时服务、电话热线声讯服务、仪器设备终身维护、试剂盒耗材持续供应、实验室升级支持、生物竞赛辅导等服务。截至目前，川布兰已为全国各地的数千所学校、数以万计的师生提供了生物学科的各种专业服务，得到了教育部和各级教育管理部门的充分肯定与支持，同时也赢得了各级各类学校和教师的高度认同与好评。    二十一世纪是生命科学的世纪，生命科学是实验的学科，她的发展要从中学生生物实验抓起，在培养未来生命科学人才的道路上，川布兰生物永远是您的朋友！

♦北京欧倍尔软件技术开发有限公司是一家以计算机仿真技术、虚拟现实技术、网络技术的开发与推广应用为核心的高新技术企业，主要致力于为高校、职校、科学研究院以及石油、化工、制药、环境监测等行业相关机构提供虚拟仿真软件、网络平台及配套硬件设备的开发和技术服务； ♦公司于2012年9月25日注册成立，注册资本1290万元。公司产品和技术涵盖：化学化工、食品工程、环境工程、生物制药、工程力学、材料工程、电气工程等多个专业领域。开发了实验、实训、生产实习、半实物仿真工厂等专业化仿真教学平台，同时将3D技术、AR增强现实技术、VR虚拟现实技术应用于其中，并实现PC端、移动端、网络化等多维度操作，极大丰富了教学应用模式、应用场景，有效解决了教学过程中因时间、空间、教学资源等限制而造成的困扰和问题，为教育教学、人才培养提供了技术支持和保障，创造了条件和优势；

成果描述：本发明涉及游泳池水质自动化清洁过滤技术。本发明公开了一种游泳池全方位清洁过滤机器人，通过优化结构提高机器人的清洁过滤效率，降低能源消耗。本发明的技术方案是，游泳池全方位清洁过滤机器人，包括外壳、电动水泵、控制模块、电池、过滤器、多通道旋转开关、储水仓、储气罐、电磁阀、出水口、舵片、舵机、水通道、水面入水口、水底入水口。本发明的游泳池全方位清洁过滤机器人，通过储气罐中的压缩空气控制储水仓的水量，机器人可以漂浮在游泳池水面或沉入水中进行水质清洁过滤。由于采用电池供电为机器人提供动力，去掉了电缆连接，机器人行动根据灵活自如。机器人处于水面时，可以通过遥控指令进行操作或根据内部编程进行操作。市场前景分析：城市环保工程领域。与同类成果相比的优势分析：技术先进，性价比较高。