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一种激光辅助低温生长氮化物材料的方法与装备
本发明公开了一种激光辅助低温生长氮化物材料的方法及装备, 该方法将非氮元素的前驱体蒸汽和活性氮源前驱体气体分别输送到反 应腔室内温度为 250 至 800℃的衬底材料处,利用波长与活性氮源分 子键共振波长相等的激光束作用于活性氮源气体,使激光能量直接耦 合至活性氮源气体分子,加速 NH 键的断裂,提供充足的活性氮源, 使非氮元素与活性氮源发生化学反应,沉积第 III 族氮化物膜层材料, 持续作用直到沉积物覆盖整个衬底
华中科技大学 2021-04-14
废纸制浆清洁生产与废水资源化利用技术与装备体系
本项目创新开发了基于微生物过程强化关键技术的造纸和发酵废水厌氧资源化处理工艺、创新开发了基于自由基缓释和催化剂固定化的异相催化氧化技术、创新开发了氨浸渍强化吸附及泡沫活性碳变压吸附沼气净化技术,并创新集成了针对造纸和发酵废水的资源化及超低排放处理技术体系,有效解决了造纸和发酵行业典型废水生物质能回收和超低排放的技术问题。 一、项目分类 显著效益成果转化 二、成果简介 本项目属于轻工业科学技术领域的轻工业废物处理与综合利用方向,围绕我国造纸和发酵废水排放量占全国工业废水排放量比例高、处理技术不成熟、处理成本高等问题,按照资源化利用、超低排放或回用的要求,创新开发了基于微生物过程强化关键技术的造纸和发酵废水厌氧资源化处理工艺、创新开发了基于自由基缓释和催化剂固定化的异相催化氧化技术、创新开发了氨浸渍强化吸附及泡沫活性碳变压吸附沼气净化技术,并创新集成了针对造纸和发酵废水的资源化及超低排放处理技术体系,有效解决了造纸和发酵行业典型废水生物质能回收和超低排放的技术问题。项目技术凭借工艺先进、清洁环保、质优价廉等特点打破了国外在该领域近30年的垄断。目前该技术广泛应用于中国、俄罗斯等200多家大型企业,为造纸和发酵行业的典型废水处理提供先进配套技术及装备。项目系统创新性强,社会经济效益显著。本项技术具有完备自主知识产权,获得海内外授权技术专利26项,2016年获国家科技进步二等奖。
广西大学 2022-08-16
农用无人机及作物智慧管理技术与装备的创制和应用
农田信息快速精准获取是肥药减施的前提和基础,基于实测信息的农田智慧管理是实施化肥农药“双减”和产量品质“双强”的重要手段。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、成果简介 农田信息快速精准获取是肥药减施的前提和基础,基于实测信息的农田智慧管理是实施化肥农药“双减”和产量品质“双强”的重要手段。经过近十年产学研联合攻关,在无人机及卫星遥感作物信息高效融合获取与智慧管理的核心技术和装备上取得了重大突破,攻克了信息快速感知与肥水药精准管理两大难题,创新形成了国际领先的多源信息融合和肥水药精准管控技术产品。主要技术创新包括: 1.首次提出了基于无人机实时飞行性能的GNSS-IMU导航捷联解算控制融合算法,研制了多旋翼、直升机等两类12种农用无人机及适应多种作业模式的飞控系统,打破了日本雅马哈等同类无人机和MicroPilot等著名飞控系统对我国的封锁和垄断;首次研制了快拍式28波段(520g)、5波段(250g)和全反射式光栅成像微型光谱仪,分辨率为2nm,优于德国UHD185的8nm;突破了地-星融合的作物养分和病虫害检测技术,实现了遥感与农学模型高精度时空统一,时序MODIS数据解析由8-16天1km提升到逐日10-30m,病虫害发生短期预测精度提高8%。 2.发明了路径跟踪控制算法和分段式地头转弯精准接轨优化策略,攻克了弱GNSS信号下的自动导航难题;发明了无人机变载荷的重心平衡技术,研制了16种系列机/车载喷施装备和基于作物高度/作物密度/病害程度的精准对靶施药机具,实现了无人机和地面精准变量作业;首次研制了适用于水稻、水生蔬菜等复杂水田环境的无人空气动力船及船载装备,实现了水田的自动化除草、施肥施药作业,节肥省药10%-35%。  3.创建了集地面/无人机/卫星遥感信息获取融合、智慧决策和精准作业于一体的云平台管理系统。提出了植物-土壤养分一体化平衡施肥策略,建立了浙江省“两区一田”全覆盖的田块养分解析图;创建了高精度三维数字果园,在全球最大的荔枝生产茂名基地等进行了应用,节水8%,减药25%,减少劳力20%,增产10%,优果率提高23%。 项目授权发明专利 44 件(美国专利3件),发表论文 64 篇,出版专著 3 部,软著登记14项。经多位院士和专家评审,成果达到国际领先水平。制定国家标准3项、地方标准2项、浙江制造标准1项。研发的产品荣获北京市新技术新产品证书,14种产品被列入国家及省市农机推广补贴目录,并出口欧美、东南亚等,创汇近2亿元。成果近三年在全国20多个省市推广应用,累计综合效益21多亿元,社会、经济和生态效益显著。
浙江大学 2022-07-22
铁合金热熔渣能质协同利用制备矿棉智能装备与技术
铁合金行业作为钢铁行业重要的子行业之一,2017 年产量总量为 3288.7 万吨。铁合金行业蓬勃发展为社会带来巨大经济效益的同时,也产生了大量的工业固体废弃物。在冶炼合金时,每生产 1t 合金通常会产生 1.2-1.3t 的热熔渣。热熔渣的随意排放不仅占用了宝贵的土地资源,产生热能资源的浪费,还对周围的生态环境和人体健康造成一定的潜在威胁。因此,在中国特色循环经济背景下,铁合金行业闭环环节关键设备与技术的研发与产业化迫在眉睫。 青岛青力环保设备有限公司、北京科技大学和宁夏吉元君泰新材料科技有限公司结合铁合金产业闭环环节的热质废渣处理和资源化问题,研究铁合金渣的物理化学特性,在工业生产中充分利用熔融态铁合金渣的显热,热熔渣经过调质后达到预期的“修正酸度系数”可直接生产优质岩(矿)棉,其能源消耗将大大降低。相对于冷料工艺,此工艺避开了冷料工艺中先冷却再熔融的弊端,可以充分利用热熔渣的显热实现能源的最合理利用,极大地降低了生产成本,相比于其他高炉热熔渣制棉工艺,经过优化调质可生产出优质岩(矿)棉产品,达到《建筑外墙保温用岩棉制品》的国家标准。在岩(矿)棉生产线设备方面也进行了一系列的改进和创新,并研发了岩(矿)棉自动生产线电控系统,通过物联终端的网口通功能将可编程序控制器(PLC)和上位机电脑置于同一个虚拟局域网中,实现远程下载和数据采集功能。通过串口通软件实现远程编程,进而实现对生产线的远程控制、故障诊断、远程故障排除等远程监控运维,使设备更加高效,产品更加稳定,企业具有更强的市场竞争力。本项目所建成的铁合金热熔渣生产岩(矿)棉工艺主要由调质电炉、离心机、集棉机、集粒机、摆锤、成型机、固化炉、切割机及产品包装等设备组成。目前国内在使用铁合金热渣成棉的热渣类型主要为硅锰合金热渣和镍铁合金热渣。转运方式主要是汽车运输、电瓶车运输和火车运输。 在生产中对每一批次(2-3 个月内冶炼原料和工艺保持不变)的铁合金热熔渣预先进行物理化学基本特性分析,即时优化调质料配比。调质电炉的主要作用是储存熔融态铁合金渣,保证流股的稳定性和均匀性,铁合金热熔渣流入调质电炉,依托最优调质配比进行调质并均质化(电弧均化与底部氮气喷枪均化),调整其修正酸度系数,在热均匀性和化学均匀性上使熔体达到成纤标准。 2、核心装备技术的设计 (一)调质电炉核心设计: 1、调质电炉为直接加热式三相交流电弧炉,电弧发生在专用电极棒和液态热熔渣之间,热熔渣和调质料直接受到电弧热加热并进行均化。除了电弧均化,为了加强热熔渣与调质料的调质反应过程,使最终热熔渣温度和成分均匀,在电弧炉炉底部加装氮气喷枪。 2、炉体设有一个密闭接渣口,通过密闭溜槽使热渣缓慢流入炉体内,接渣时需手动打开进渣口门。 3、炉体一侧出渣口设一个手动水冷铜出渣门用来控制流量的大小,另一侧设一个出铁口,用来放出炉底沉淀残铁。 4、特殊配制的耐材。 5、电炉变压器为电弧炉专用变压器,采用有载电动调压,低压二次侧采用铜排顶出线,外封口。变压器油水冷却器采用强油循环水冷却器。 6、电极升降自动控制系统由西门子S7-200型PLC来完成。将三相电弧电压、电流信号通过信号转换电路变成 0-5V 标准信号送入 PLC 模拟量输入模块,PLC根据采集的电流、电压信号、变压器档位及给定值等信号,按照功率控制的原理进行运算处理及逻辑判断后,将结果通过 PLC 模拟量输出模块控制液压系统电极升降阀(派克比例阀 3 用 1 备),对电极升降进行自动调节,当一路出现故障时可以手动切换,从而控制输入到炉内的电弧功率,以满足冶炼工艺的要求。在自动控制过程中,随时可通过按键来增加或减少给定信号,在运行过程中,随时可以手动控制电极升降。 (二)离心机核心设计: 热渣用离心机不同于冷料用离心机,为更好使用各种类型的热渣,经过几年的理论与实践生产,设计并制作出专用的热渣离心机: (1)主轴采用多级弹性支撑,减震效果好,支撑强度大,长期使用稳定性好,大大提高了轴承的使用寿命,比传统离心机的轴承使用寿命提高 30-40%。 (2)不同的坐标位置,使成纤率提高 5-10%。 (3)离心辊头采用 316L 多层堆焊,辊头使用寿命延长 72-120 小时。 (4)可调胶环,分别计量控制精确供胶,中心喷胶与外围喷胶相结合,使喷胶更均匀,节胶、高质,有效减少花棉的出现。 (5)整体风环结构有区别的导流片设计。 (6)辊头采用开式或闭式冷却方式,轴承采用压缩空气油气雾化技术,既可对轴承充分润滑,又对轴承起冷却作用,从而大大提高了主轴轴承的使用寿命。 (三)鼓式集棉机核心设计: (1)集棉机采用转鼓式,直径 5 米,总宽度 2.8 米,网板有效宽度 2.4 米,线速度可达 100 米/分钟,从而保证了一次棉在网板上分布得更薄更均匀(小于350g/㎡)从而保证了制棉的质量。 (2)由于转鼓的两端支撑在大型回转支撑上,并有良好的润滑,故其使用寿命非常长(几年至十几年),大大减少了设备的维修量。 (3)网板采用长条孔结构,通透率大于 48%,从而减少了负压风机的功率消耗,增加了成纤率。 (4)集棉机内配备刮板机、螺旋输送机、高压水清洗装置,保证了集棉机长期稳定运行。 (四)摆锤的核心设计: 摆锤目前主要分弧摆和平摆。国内岩(矿)棉厂基本上都是弧摆,优点是结构简单维修方便,缺点是岩棉板容重不均匀;国外岩棉厂有的采用平摆,优点是岩棉板容重均匀性一致,提高了产品质量,缺点是结构复杂维护麻烦。我们特殊设计的摆锤形式为似平摆,结构简单维修同样简单方便,岩棉板容重均匀性基本达到 95%以上,而弧摆形式的容重均匀性为 80-85%。 (五)固化炉核心设计: 固化炉接受加压机输送过来的棉毡经固化炉上下网版输送、加压、烘干,使棉毡里的粘结剂在运行过程中连续固化,以形成一定厚度、容重的岩棉板。固化炉上下网板为单独驱动同步运行。固化炉内分为四个加热区,外配 4 台热风炉由天然气燃烧机产生热风循环加热,并将熔化系统的低温换热器产生的热风送至热风炉以降低天然气的消耗量,使产品固化能耗降低、效率提高。固化炉烘烤需要天然气和煤气,而许多热渣厂家有高炉煤气或矿热炉煤气,所以热渣制棉生产比冷料工艺生产可节省此天然气费用,大幅降低了生产成本。 (六)冷却、切割系统核心设计: 冷却切割系统主要由五部分组成:冷却、纵切、废边回收、切条、横切。 纵切:三套刀具,可随时升降。 碎边机:独立碎边,配备碎边回收风机,安全可靠。 切条机:一用一备共 2 套,可随时升降切换使用。 横切:由于生产线是连续不停的运行,但产品要求定长切割,因此横切(飞锯)必须与生产线同步。我们采用多台伺服电机,配以运动控制器,使横切动作运动瞬时跟踪整个生产线的速度,即使在切割过程中也可以做到,从而保证了切割精度在+2.5mm 以内。 (七)智能云平台系统是我们研发的岩(矿)棉自动生产线电控系统,由中央控制、加配料、富氧、温控、成纤、集布棉、打褶打压、固化、切割、制胶等 10 大电控系统组成,它完成岩(矿)棉从原料熔化开始,到切割成成品为止的全部生产过程控制。各子控制系统通过中央控制系统统一协调,采用“主站-从站”结构,分散集中控制(DCS),主站采用了西门子公司生产的 S7-1500 系列可编程序控制器(PLC),从站采用了西门子公司生产的S7-200 Smart系列可编程序控制器(PLC),系统各部分的联系,仅用一根 TCP/IP 总线,方便地组成工业以太网,并配以计算机和西门子专用界面软件 WinCC,可图文并茂的设定、显示、传送、查询和打印各从站的数据。通过在设备的中央控制系统配套天启物联终端云 BOX TN-605 以及高速的 4G运营商网络实现与远程运维服务平台的数据连接。通过物联终端的网口通功能将PLC 和上位机电脑置于同一个虚拟局域网中,实现远程下载和数据采集功能。通过串口通软件实现远程编程,进而实现对设备的远程控制功能。远程运维服务平台通过网口通、串口通软件可以实现设备的全方位监控云服务。通过对现场设备的实时状态监测、远程启停控制、设备报警通知、设备地图管理、微信端监控等功能,实现在任何时间、任何地点实时查询设备最新状态、设备参数和变量的实时变化,了解设备状态、参数和变量的变化趋势,并获得针对这些变化趋势的统计分析等。 另外运维平台的数据归档服务功能,可实现对用户设备数据的定期分类归档。用户根据平台采集归档的海量数据,对设备相关数据进行大数据分析,定义出触发器条件。另外,平台在云端提供了一个强大的计算引擎,可以实时计算设备当前状态、变量和参数是否符合触发条件,同时对符合触发条件的情况触发事件报警。这一功能使得产品生产处于实时预警、可查可控的状态,对于提高岩(矿)棉生产率和合格率效果明显。 (八) 熔体流量自动控制系统 虽然电炉上已安排液压(或电动)水冷闸板阀用于控制流股的稳定性,但由于需定期加入熔渣,电炉液面还有一定的波动,从而造成流股的不稳定性。另外,液位高度变化、组成成分的波动,都会对熔体粘度发生影响,造成流股波动,无法保证制品的稳定性。我们开发了熔体流量自动控制系统,利用安装在成型机下面的自动称重系统来捕捉流股的变化。通过 PLC 控制系统,采用计算机程序运算,对整个生产线的速度进行 PID 调节,从而保证产品容重的波动在极小的范围内,容重控制在±5%以内(国家标准容重范围在±10%),保证了产品质量,降低了生产成本。 3、典型铁合金热熔渣生产优质岩(矿)棉调质技术研究 大量研究利用硅锰、镍铁等典型铁合金废渣为原料,将熔体采用高速离心喷吹等工艺制成的丝状无机纤维,制成矿棉。这种矿棉与目前广泛应用的岩棉相比,在酸度系数、耐水性、耐火性、耐腐蚀性以及纤维长度等方面还有很大差距,矿棉的性能还不能满足建筑外墙用保温材料的标准要求。由于矿棉原料成份与岩棉原料不同,通常对热熔渣进行调质处理,添加硅石等调质剂,尝试的效果不十分理想。在高温热熔渣调质过程存在熔渣难与调质剂混合,并产生降温造成熔渣黏度高,难以达到硅酸盐体系的成丝要求,严重影响了矿棉生产和成丝质量,制约了铁合金渣的利用,造成了铁合金生产的环保压力。我们针对上述已有技术存在的不足,创新研发了一种能快速形成硅酸盐系的调质方法:以新的修正酸度系数 Mk*=1.6 为标准,这样最终的酸度系数 Mk 在1.7-1.9 之间。将铁合金热熔渣浇入调质炉,电极加热(电弧均化)产生一定的流动性,炉底部喷枪喷入氮气,促进与加入的调质料(热料或小球状冷料或粉料)充分混合,保证了快速形成硅酸盐体系,并通过调质电炉升温保温再均化等,得到熔体温度合适、黏度适宜、成分符合吹棉要求的熔渣,解决了熔渣难与调质料混合并产生降温的问题,达到了高质量矿棉的性能标准,实现了对矿产资源的节约以及铁合金废渣更好的利用。利用铁合金渣生产矿棉的调质方法,调制出的熔渣流体的修正酸度系数 Mk*为 1.5-1.6,温度 1360-1460°C,黏度 14-6 Pa·s。将调质好的熔体通过离心喷吹制成岩(矿)棉,其岩(矿)棉纤维可达到《绝热用岩棉、矿渣棉及其制品》GB/T11835-2007,岩(矿)棉板可达到《建筑外墙外保温用岩棉制品》GB/T25975-2010 性能要求。通过大量实验得出结论:用高硅低铝高钙调质料对硅锰渣进行调质最为适宜,用高硅高铝低钙调质料对镍铁渣进行调质最为适宜。
北京科技大学 2021-04-13
适用于IC装备工件定位运动台的仿真系统及其建模方法
本发明公开了一种适用于IC装备工件定位运动台的仿真系统及建模方法,该方法包括:获取运动台基础部件的部件模型,将所述部件模型以学科领域进行分类,构建部件级多领域模型库;选用部件级多领域模型库中的部件模型,构建功能模块级模型库;选用所述功能模块级模型库中的模型构建系统级模型;对系统级模型进行检查,检查无误后设定模型参数,以完成运动台仿真系统的建模。该系统包括部件级多领域模型库、功能模块级模型库、系统级模型、模型编译及仿真模块、输出模块。上述部件级多领域模型库、功能模块级模型库和系统级模型均在MWorks统一建模环境基于Modelica建模语言进行。本发明适用性强,建模效率高,可有效解决多领域耦合的问题。
华中科技大学 2021-04-14
名优茶加工技术升级与配套装备的研究与应用
项目首先提出了鲜叶的水冷保鲜技术、开发出水冷保鲜摊青机。创新名优茶做形理论及技术,提出“固形”理论,开发出固形设备,实现名茶的机械化做形;在此基础上,开发出关键的连接以及在制品回潮等设备,集成电子量化进料、温湿度监测与控制、水分在线检测系统,利用PLC控制系统,研建出主要名优茶连续化、自动化加工成套生产线,并制定配套的标准化技术。提出加工过程的清洁化生产技术,通过开发除尘除烟炉和名优茶加工除尘设备,实现了名优茶的清洁化加工。提出名优茶的脱氧保鲜技术,研制出高效脱氧保鲜剂,延长货架期。采用“高校-茶机厂-茶厂-政府”四位一体的技术研发与成果推广新模式普及新技术与新设备。 1、提出了鲜叶的水冷保鲜技术,保鲜时间由传统的8小时延长至15小时以上。 2、创新名优茶做形理论及技术,开发出固形设备,开发出关键的连接以及在制品回潮等设备,集成电子量化进料、温湿度监测与控制、水分在线检测系统,利用PLC控制系统,研建出主要名优茶连续化、自动化加工成套生产线,并制定配套的标准化技术。 3、首创适宜于名优茶初加工除尘的回风式除尘器,除尘效果显著。 4、研制出一种高效茶叶脱氧保鲜剂配方,能显著提高保鲜剂的脱氧能力,有效延缓名优绿茶贮藏中的氧化过程,保持名优绿茶品质。该技术已经在生产上大面积推广应用。
华中农业大学 2021-01-12
特高压设备用增强型环氧树脂体系开发与应用关键技术
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。
南京林业大学 2021-05-10
一种多路径高压摆率环路运放电路及其实现方法
本发明公开一种多路径高压摆率环路运放电路的实现方法,包括三极级联反向器;添加一辅助路径,在环路运放抽取的过程中,辅助路径工作,增加压摆率;在小信号建立过程中,辅助路径停止工作,避免产生大的过冲。本发明还公开一种多路径高压摆率环路运放电路,包括三级级联反向器;还包括一个带偏置的反向器,所述带偏置的反向器与三级级联反向器连接。此种技术方案通过添加辅助路径,提高环路运放的压摆率,同时不影响环路运放的稳定性。
东南大学 2021-04-11
一种利用机器人拆装高压导线防震锤的末端工具及方法
本发明提供一种利用机器人拆装高压导线防震锤的末端工具及方法,末端工具包括夹紧末端和拆装 末端。夹紧末端包括两个夹爪、防震锤承托钩、防震锤托板、夹持丝杆、夹爪基座、以及驱动夹持丝杆 的驱动机构,可实现对防震锤定位夹紧及承托防震锤;拆装末端将防震锤螺母拧松,实现防震锤仅通过 防震锤挂板悬挂在导线上。夹紧末端和拆装末端分别安装于机器人平台上的三自由度作业臂和四自由度 作业臂,调节双作业臂各个关节,携带末端工具到达工作位,进而实现末端对防震锤的安拆。本
武汉大学 2021-04-14
一种单回高压直流输电系统谐波不稳定的判定方法
本发明公开了一种单回高压直流输电系统谐波不稳定的判定方法,其特点是本发明结合变压器的直流偏磁效应,将直流偏磁系数带入了推导过程,省去了交流侧的负序阻抗参数,只采用交流侧正序二次阻抗和直流侧基频阻抗来判定系统是否会发生谐波不稳定,提出了新的判定单回高压直流系统是否会发生谐波不稳定的方法。
四川大学 2016-10-27
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