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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
一种用于渗氮钢的抗磨润滑油添加剂组合物
本发明提供一种用于渗氮钢的抗磨添加剂组合物,它包含(A)一定量的矿物油,或合成油作为稀释油,含量为 0~15wt%;(B)至少一种含磷的抗磨添加剂,含量为20~90wt%;(C)至少一种含硼的极压抗磨剂,含量为3~20wt%;(D)至少一种含钨的抗磨添加剂,含量为1~15wt%;(E)至少一种二烷基二硫代磷酸锌极压抗磨剂,含量为5~20wt%.将上述添加剂组合物按0.6~1.4wt%加入到基础油中,制备的抗磨润滑油在渗氮钢表面的抗磨性能优于基础油在渗氮钢表面的抗磨性能.
中国地质大学(北京) 2021-02-01
一种用于Pb2+分离的磁纳米固相萃取剂的制备方法
一种用于Pb2+分离的磁纳米固相萃取剂的制备方法,以Fe3O4纳米颗粒为磁核,以去离子水和乙醇的混合液为溶剂,加入25%的浓氨水,占总体积分数的5%,混合均匀后于反应容器中恒温搅拌水浴加热30分钟后滴加A,反应1小时后加入B,升温至60℃回流1小时后,冷却,洗涤,干燥后加入乙醇溶剂或氯仿溶剂中,然后加入C,40℃恒温搅拌12-24小时;洗涤,低温干燥后即得用于Pb2+分离的磁纳米固相萃取剂.所述A修饰剂含有正硅酸酯类,B修饰剂含氯功能化的硅氧偶联剂,C修饰剂为双硫腙.本发明制备的磁纳米固相萃取剂,吸附量大,速率快,工艺简单,成本低,绿色环保,适合于大规模工业生产.
上海理工大学 2021-05-04
一种新型介孔碳担载的金属催化剂及其制备方法
本发明涉及一种新型介孔碳担载的金属催化剂及其制备方法,金属催化剂由金属粒子0.01wt%~90wt%和介孔碳载体10wt%~99.99wt%组成,介孔碳载体由杂原子掺杂的介孔碳材料制成,该杂原子掺杂的介孔碳材料是以含有杂原子的离子液体为单体,与模板剂在室温下混合,然后在400~1000℃下煅烧1~6小时,冷却至室温,最后除去模板剂制得,金属粒子的平均粒径为1~100nm,介孔碳材料中杂原子的质量分数为0.01wt%~80wt%。本发明催化剂可以通过氮、硫、磷、硼、氟等杂原子的掺杂调控纳米金属的价态以及金属在载体表面的沉积与分散,从而有利于增强其催化活性。另外,催化剂制备简单,对水、空气和热稳定。
浙江大学 2021-04-11
吸收并释放二氧化碳的气候友好型聚氨酯发泡剂
成果描述:传统的聚氨酯发泡剂存在消耗臭氧和导致全球变暖等问题,承受着巨大的环保压力。如目前使用的氢氟碳化合物地球变暖潜值是二氧化碳(CO2)的800多倍,长远来看其使用必将受到限制。本项目(专利申请号:201410182221.5)在国家自然科学基金的支持下,开发了疏水改性的聚乙烯亚胺材料,该材料能够可逆吸收二氧化碳,并在聚氨酯泡沫成型的过程中释放出二氧化碳来参与聚氨酯泡沫的形成。这种新型的发泡剂不消耗臭氧、不产生额外的温室效应、不燃,和聚氨酯泡沫的原料能均匀混合,可用于各种聚氨酯泡沫。 利用该发泡剂我们已制备出聚氨酯硬泡材料,其力学强度和密度均能达到现有泡沫的要求。目前正在研发可应用的聚氨酯软硬泡产品。该项目具有二氧化碳减排效应,将会受到国家产业政策的支持。市场前景分析:2013年我国氢氯氟碳发泡剂的用量为10万吨,年增长率为15%,到2014年约为12万吨。目前的氢氟碳发泡剂HFC-245fa和HFC-365mfc售价约为8万/吨,如果我们的市场占有率为5%,即有6000吨/年,按同样价格计算,市场年销售额可达4.8亿元。目前我们的气候友好发泡剂实验室成本为200元/kg(20万/吨),产业化以后成本会大大降低,可以达到甚至低于HFC的水平。 我们希望和企业一道,争取国家产业政策的支持,完成本气候友好发泡剂的产业化。与同类成果相比的优势分析:聚氨酯的第一代发泡剂氯氟碳(CFC-11)由于严重破坏臭氧层和产生温室效应(导致全球变暖),在我国已停止使用。第二代发泡剂氢氯氟碳(如HCFC-141b)臭氧消耗值已降至CFC-11的十分之一,仍有严重温室效应,按照“蒙特利尔议定书”的要求,我国2015年要实现基线水平17.5%的淘汰。第三代发泡剂为氢氟碳,如HFC-245fa和HFC-365mfc,这是目前接受的环保型发泡剂,不消耗臭氧,但地球变暖潜值仍为CO2的800倍,受“京都议定书”的限制,目前欧美已禁止使用,我国禁止也是迟早的事。 现在的环保型发泡剂还有烷烃,如环戊烷,不消耗臭氧,地球变暖潜值只有CO2的7倍,但存在可燃易爆的缺点。液体CO2发泡也是不错的选择,但这种发泡需要高压和制冷设备(使CO2保持液态),使用很不方便。 最近,美国霍尼韦尔公司公布第四代发泡剂(2015年美国专利US9,000,061 B2)1-氯-3,3,3-三氟丙烯(HCFO-1233zd)用于聚氨酯泡沫,据报道,这种发泡剂不燃,地球变暖潜值低,所得泡沫导热系数比HFC-245fa低8%。这种发泡剂虽然对气候影响小,但发泡剂最终仍会排放到大气中(潜在影响未知),对于要求挥发性物含量低的泡沫(如汽车内饰)仍不合适。 我们研制的气候友好型发泡剂除CO2以外,不向大气排放任何挥发性物质,不破坏臭氧,不产生额外的温室效应(因CO2可来自于大气),不燃烧,可以像现有的发泡剂一样使用。根据目前的研究,所得泡沫除导热系数较高以外,其他性能均和现有泡沫性能相当,因此可广泛用于对绝热效果要求不高的领域,比如汽车内饰、沙发、床垫等等领域。
四川大学 2021-04-10
一种用于生物油催化重整制氢的催化剂及其制备方法
本发明公开了一种用于生物油催化重整制氢的催化剂,包括催化剂活性成分和催化剂载体,其中,催化剂载体为CexZr1-xO2,x=0.1~0.9;催化剂活性组分为镍,催化剂活性组分的含量为催化剂载体重量的5~20%;本发明还提供了此催化剂的制备方法,包括:(1)将镍、铈和锆的可溶性盐一起溶解于水中,可溶性盐的总浓度为0.05~1.5mol/l;(2)向上述水溶液中加入碱性沉淀剂,调节pH值为8~12,沉淀析出,沉淀陈化,过滤后得到滤饼经水洗、干燥,然后焙烧2~6小时,焙烧温度为600℃~900℃,得到催化剂Ni-CexZr1-xO2。本发明制备得到的催化剂催化活性较高,氢气产率高,适用于工业化的要求。
浙江大学 2021-04-11
水处理剂 2,4,6-三嗪-1,3,5-三巯基及其钠盐
2,4,6-三嗪-1,3,5-三巯基及其钠盐广泛应用于含重金属的废水处理和贵重金属如Ag,Pb,Au的回收。橡胶交连剂,阻热剂等。其技术指标已达到国外同等产品的要求。外观为淡黄色或淡黄色液体,无味,比重1.12g/dm3,PH值12~13。
武汉工程大学 2021-04-11
一种利用二氧化碳生产杀虫剂的工艺方法
一种利用二氧化碳生产杀虫剂的工艺方法,步骤如下:称取1,3‑环己二酮类底物、催化剂和Cs2CO3于Schleck瓶中,脱气,持续通入1atm的二氧化碳。加入溶剂,在50℃油浴中,反应48h。反应完成后,后处理,得到2(a‑e)。将得到的酸酰化,然后滴加到含有苯胺的二氯甲烷溶液中,常温下反应2h。反应完后,柱层析分离,得到3(a‑e)。将3(a‑e)加入到50%的浓硫酸中,80℃回流8h。通过分离,得到4(a‑e)。本发明针对现有技术存在的高毒性,高污染性问题,以发现新型的杀虫剂为目的,提供一种在常温常压条件下利用二氧化碳生产杀虫剂化合物3(3a-3e)以及由杀虫剂化合物3(3a-3e)制备杀虫剂化合物4(4a-4e)的方法。该发明操作简单,对设备要求较低,原料来源广泛且成本低,毒性低,处理简单,合成条件温和,产率更高,易于工业化放大,实现了更加高效环保的制备杀虫剂。
南开大学 2021-04-10
合成气一步法制备乙醇和低碳醇催化剂
"低碳醇通常是指碳数在二及以上的醇,其往往可直接作为汽车燃料,也可作为汽油添加剂而加入汽油中,提高汽油辛烷值,而长碳链醇(主要是C6+醇)是增塑剂、洗涤剂、润滑油合成过程中重要的中间体。近年来,通过合成气一步法制备低碳醇的催化剂分为四类,即Rh基催化剂,甲醇修饰催化剂,费托合成修饰催化剂,Mo基催化剂。其中Rh基催化剂具有最高的醇选择性,但其较高的价格以及储量的稀少而限制了其商业应用;甲醇修饰的催化剂其醇选择性较高,但产物主要是甲醇、异丁醇,C2+-OH选择性较低;Mo基催化剂耐硫,但其活性较低,甲烷化严重,反应条件苛刻;费托修饰的催化剂,虽然其碳链增长能力较强,但有大量的烷烃生成,C2+-OH选择性较低。已将碳纳米管应用于合成气制备低碳醇的催化剂,其在高压微反评价装置,300~350 C,6~10 MPa,3000~6000 mL/(g•h)的反应条件下,加氢产物中总醇醚的碳基选择性≥60%,乙醇选择性≥30%,总醇醚时空产率≥100 mg/(g•h),乙醇≥50 mg/(g•h);催化剂稳定性考核>1000 h。 项目已经完成具有自主知识产权的低碳醇催化剂的研发,并成功完成了百
厦门大学 2021-04-10
低钒脱硝、脱二噁英双功能低温锰钛催化剂的研发
小试阶段/n1. VOx /TiO2 体系的催化剂的制备及催化分解 NOx 和氯苯各项指标性能的评价。研究添加 W、 Mn、 Sn、 Ce 等组分,载体 TiO2 的晶型和形貌和制备方法(包括干混法、等体积浸渍法和湿法浸渍法)对催化分解 NOx 和氯苯性能的影响。。 2. 筛选的低钒催化剂的配方和制备工艺优化实验。研究添加不同种类过渡金属氧化物对催化剂催化性能的机理。。 3. 对上述所得到的低钒含量催化剂体系做进一步的配方和制备工艺的优化,。并进行低温催化还原 NO 和催化氧化氯苯的活性研究。。 4. 制备低钒含量,且具有高的低温催化活性的成型蜂窝状催化剂。
武汉工程大学 2021-04-11
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