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分子蒸馏的研究现状及应用前景

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分子蒸馏的研究现状及应用前景

分子蒸馏的研究现状及应用前景

学生姓名卢贝贝

学号2014118008

所属学院化学化工学院

专业化学工艺

日期2014年10月

分子蒸馏的研究现状及应用前景

摘要:分子蒸馏技术的基本原理及其有别于一般蒸馏技术的特点。例如,蒸馏温度远低于液体沸点,蒸馏压强低,受热时间短等。同时还介绍了分子蒸馏技术在工业中的应用以及国内外发展概况综合评述了分子蒸馏技术的基本原理、技术特点及装置,提出了未来分子蒸馏领域的重点研究方向。分子蒸馏技术作为一种环境友好的高新分离技术,向人们展示出广阔的应用前景。

关键词:分子蒸馏特点装置应用展望

引言

分子蒸馏技术不同于一般蒸馏技术[1]。它是运用不同物质分子运动自由程的差别而实现物质的分离,因而能够实现远离沸点下的操作。分子蒸馏[2]是一种在高真空(0.1~10Pa)条件下进行的液—液分离技术,又称为短程蒸馏,具有蒸馏温度低、真空度高、物料受热时间短、分离程度高等特点,且分离过程为不可逆过程,不存在沸腾和鼓泡现象,因而特别适合于高沸点、热敏性和易氧化物质的分离。目前,分子蒸馏已被成功地应用于制药、石油化工、食品、化妆品、农业等领域[2-12]。

1分子蒸馏的基本原理、特点及设备

1.1 分子蒸馏的基本原理

分子蒸馏是利用分子平均自由程的差异来分离液体混合物的,其基本原理如图 1 所示[13]。待分离物料在加热板上形成均匀液膜,经加热,料液分子由液膜表面自由逸出。在与加热板平行处设一冷凝板,冷凝板的温度低于加热板,且与加热板之间的距离小于轻组分分子的平均自由程而大于重组分分子的平均自由程。这样由液膜表面逸出的大部分轻组分分子能够到达冷凝面并被冷凝成液体,而重组分分子则不能到达冷凝面,故又重新返回至液膜中,从而可实现轻重组分的分离。

图1 分子蒸馏原理

Fig.1Scheme diagram of molecular distillation

一套完整的分子蒸馏设备主要有进料系统、脱气系统、分子蒸馏器、加热系统、冷却系统、真空系统和控制系统等部分组成!脱气目的是排除物料中所溶解的挥发性组分,以免蒸馏过程中发生爆沸!真空系统是保证分子蒸馏过程进行的前提,合适的真空设备和严格的密封性是分子蒸馏装置的一个技术关键,为保证所需真空度,一般采用二级或二级以上的真空泵联用,并设液氮冷阱以保护真空泵[14]。

1.2 分子蒸馏的特点

分子蒸馏具有以下特点:(1)蒸馏温度低。分子蒸馏是在远低于沸点温度下进行操作,只要存在温度差就可达到分离目的,这是分子蒸馏与常规蒸馏本质区别。(2)蒸馏真空度高。整个物料系统均在真空下,因此物料不易氧化受损。(3)蒸馏物料液膜薄,传热效率高。(4)物料受热时间短。分子蒸馏装置加热面与冷凝面距离小于轻分子平均自由程,液面逸出轻分子几乎未经碰撞就达到冷凝面,所以受热时间很短,蒸馏温度下停留时间一般在几秒至几十秒,减少物料热分解机会;因此特别适于对高沸点、热敏性物料进行有效分离。(5)没有沸腾鼓泡现象。(6)产品耗能小。(7)高效、安全。分子蒸馏可极有效脱除液体中低分子物质(如有机溶剂、臭味等),这对采用溶剂萃取后液体脱溶是非常有效方法,分离程度及产率高、产品质量好;适于较为复杂混合物,对热敏感和附加值高粘性物料分离提纯,可进行多级分子蒸馏,可与超临界流体萃取技术、膜分离技术等配合使用,能极好保证物料天然品质,可广泛应用于天

然物质提取与纯化。

1.3 分子蒸馏的装置

分子蒸馏技术的核心为分子蒸馏装置。各国研制出了多种多样分子蒸馏装置,但根据形成蒸发液膜的不同设计和结构差异,大致可分为3大类:(1)降膜式分子蒸馏器(falling-film evapo-rator);(2)刮膜式分子蒸馏器(wiped-film

evapo-rator);(3)离心式分子蒸馏器(centrifugalevapora-tor)。

1.3.1降膜式分子蒸馏器

由圆柱形的蒸发器和同轴的冷凝器组成,蒸发面位于中央,冷凝面位于中央且相距很近。物料从顶部进入,靠重力作用在蒸发表面流动形成一层薄膜,流膜在流动过程中被蒸发,溢出的分子被冷凝器表面冷凝。分子蒸馏过程可连续进行,但生产规模有限。

1.3.2刮模式分子蒸馏器

在降膜分子蒸馏装置内设置一个转动的刮膜器,刮膜器结构由多种,物料从顶部进入,借助刮膜器的机械作用,使物料在表面蒸发形成厚度均匀、连续更新的液膜,液膜成湍流流动。既强化了物料的传热和传质过程,有可以避免局部过热。由于结构相对简单,价格相对便宜,操作参数容易控制维修也比较方便,故是实验室及化工行业中应用较为广泛的一种分子蒸馏设备。

1.3.3离心式分子蒸馏器

可得到极薄且分布更均匀的液膜,停留时间短,分离效果好,非常适用于热敏性强及高粘度的物料分离。

2分子蒸馏的研究现状

2.1分子蒸馏技术在天然产物分离纯化中应用

芳香油来源于植物精油,被广泛应用于天然化妆品、食品添加剂及医药产品,其除具有营养和载体功能外,还有保健和治疗功效。芳香油主要成分为醛、酮、醇类,且大部分为萜类。这些化合物沸点高,属热敏性物质[15]。在传统榨磨、蒸馏、溶剂浸提等加工过程中,因受热时间长、温度高,易引起分子重排、氧化、水解甚至聚合反应,使芳香成分遭受破坏,一些新兴的上游提取分离手段,如超临界萃取技术、超声波技术、微波技术与先进和成熟下游处理技术―分子蒸馏相结合可实现香味物质富集,脱萜、脱毒、脱溶剂、除污染物等目的[16],

可将不同组分提纯并除去带色杂质和异臭,将精油中具经济和医疗价值组分进行分离,并对精油本身或加工过程中产生有损健康、降低使用价值成分进行脱除,保证芳香油质量和品位。

2.2分子蒸馏在石油化工中的应用

原油的渣油及其类似物质的分离[17];表面活性剂的提纯及化工中间体的精制,如高碳醇、乙烯基吡咯烷酮等的纯化,糖脂、聚亚氧烷基乙二醇以及天然脂肪酸的提炼;碳氢化合物的分离;真空泵油、制动液、废油回收[18],及低蒸汽压油、沥青脱蜡,聚氨酯制品的生产等。

2.3 分子蒸馏在医药工业中的应用

提取浓缩药用级天然维生素A、维生素E及β-胡萝卜素;制取氨基酸及葡萄糖衍生物,并可通过分子蒸馏获得激素缩体、天然鱼肝油、各种天然药物标准品;脱除中药中残留的农药、有害金属和化学残留物,脱溶剂、脱色;乳酸及其聚合物制备,柠檬醛纯化[19],大豆油提取生育酚[20]及中碳链脂肪酸甘三酯精制;还可提取可用于保健品的二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DHA),以及川芎挥发性成分和当归的提取分离等。

2.4分子蒸馏在食品工业中的应用

混合油脂的分离和提纯,如硬脂酸单甘油酯、月桂酸单甘油酯、丙二醇酯等的分离;从动植物中提取天然产物,如精制鱼油[21]、米糠油、小麦胚芽油;从甜橙香油与棕搁油中提取类胡萝卜素,以及连翘挥发油、干姜和大蒜有效成分的分离[22];动物脂肪中胆固醇的脱除,对高酸值花椒籽油的脱酸[23],马铃薯叶子中提取茄呢醇[24],以及脂肪酸及其衍生物、天然色素的提取和微量溶剂的脱除;还可用于精炼食用油,固醇等多种高价值产品的提炼和分离。

3 分子蒸馏的应用前景及展望

分子蒸馏技术是一项工业应用前景十分广阔的高新技术[25-26]。但目前尚未实现大规模工业化,许多研究还需完善和深入。由于分子蒸馏技术与常规蒸馏技术相比有明显的优势,随着工业化的发展,分子蒸馏技术广泛应用于精细化工、石油化工、日用化工、食品工业、医药工业、塑料工业等方面,特别适用与高沸

点和热敏性及易氧化物料的分离。目前可应用分子蒸馏技术生产的产品在数百种以上。但由于该项技术是新近兴起的高新技术,尚未进行大规模的工业化。因此还需要加大对分子蒸馏技术的基础研究。今后随着人们崇尚天然、回归自然潮流的兴起,分子蒸馏技术生产的产品必将有更广阔的市场。

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[高分子材料] 中国石化联合会傅向升:高分子材料现状与可持续发展

来源:《中国化工信息》 作者:中国石油和化学工业联合会副会长傅向升 中国石油和化学工业联合会副会长傅向升 1 高分子材料规划思路及当前现状 高分子材料因其质轻、高强度、耐温、耐腐蚀等优异的性能,而广泛应用于高端制造、电子信息、交通运输、建筑节能、航空航天、国防军工等诸多领域。所以,高分子材料一直是发达国家和跨国公司十分重视的发展领域,美国、德国、日本等发达国家一直是全球高分子材料的领先者,我们熟悉的巴斯夫、杜邦、陶氏、三菱、LG、SK等跨国公司一直都是高分子材料领域的领航者。自改革开放以来,中国十分重视高分子材料的创新与发展,自“七五”计划以来,高分子材料一直是国家重点科技攻关计划与产业化的重点内容。《石油和化学工AHAHAGAHAGAGGAGAGGAFFFFAFAF

业“十三五”发展规划指南》将高分子材料作为战略新兴产业列为优先发展的领域,对高性能树脂、高性能橡胶、高性能纤维、功能性膜材料等高分子材料的创新与发展都提出了明确的要求;组织专业协会和行业专家编写了《合成树脂行业“十三五”发展规划》,明确高分子材料“十三五”发展的指导思想是:以调整优化产业结构为重点,全面实施科技创新、结构调整、节能减排,加快推进产业转型升级,积极发展高端树脂、生物基树脂和专用料等新型材料,大力推进科技含量高、市场前景广、带动作用强的新产品规模化发展,为战略新兴产业发展、国家重大工程建设和国防科技工业提供支撑和保障。努力开发一批具有自主知识产权并占据行业制高点的关键技术和引领技术,培育一批具有国际竞争优势的大中型企业和企业集团,积极推进行业有序发展,初步形成资源节约型、环境友好型、本质安全型发展模式。 明确的发展目标是:以提高自主创新能力为核心,以树脂专用料、工程塑料、新型功能材料、高性能结构材料和先进复合材料为发展重点,通过产学研相结合的协同创新,突破一批关键技术和共性技术,开发高性能聚烯烃、工程塑料、改性树脂、特种纤维、高端热固性树脂及其树脂基复合材料,以及可降解塑料等新材料制备技AHAHAGAHAGAGGAGAGGAFFFFAFAF

高分子材料在国民经济中的作用及发展趋势

高分子材料在国民经济中的作用及发展趋势 摘要:材料是现代文明进步的基石。自高分子材料的问世以来,其发展突飞猛进,已开发 出许多性能优异,应用范围广的高分子材料,已在信息、生命、工农业以及航空航天等方面应用广泛,使高分子材料对于人们的日常生活以及国民经济社会发展方面都起到了非常重要的作用。本文主要介绍了高分子材料的分类,以及其在国民经济和人们生活中的作用和广泛的应用,同时也分析了高分子材料在未来的发展趋势。 关键词:功能高分子材料医用高分子材料离子交换树脂胶黏剂高分子光纤人造器官1.前言: 1.1 高分子材料的分类: 高分子材料,是指相对分子质量较大的化合物组成的材料。它是以高分子化合物为基体,再配以其它添加剂所构成的一类材料的总称。按其来源来分,可分为天然高分子材料和合成高分子材料。按性能和用途来分又可分为塑料、橡胶、纤维、胶黏剂、涂料,功能高分子材料及聚合物高分子材料。 1.2高分子材料的现状: 在这个科学技术迅猛发展的21世纪,人们对知识的不断探索以及对物质生活的高度要求,使得高分子材料的飞速发展。而高分子新材料的制备以及新应用领域的拓展,对国民经济又有重大的影响,以成为社会进步和发展的重要技术之一。 高分子材料已经普遍应用于生产,生活,科技等各个领域,我们日常生活所用所穿都离不开它,尤其是塑料,橡胶,纤维这三大高分子材料,已广泛存在我们周围。同时在航空、航天、交通运输、生物医学等方面已有突出的贡献,但是有些高分子材料在性能和使用期限,以及环保方面还有待提高,所以开发出新的高性能,高功能以及绿色化的高分子材料已成为现在高分子行业的迫切要求。 2.高分子材料在国民经济中的作用 2.1 通用高分子材料的作用 2.1.1 塑料: 塑料是一类重要的高分子材料,也是现如今人们日常生活不可缺少的一类物质,它具有质轻,绝缘性能好,耐腐蚀新能强,容易加工成型等优点,在某些方面甚至是木材和金属所不及的,可以说,没有塑料,我们今天的生活将会是另一番局面。 应用最广的当属聚乙烯,它具有突出的电绝缘性和节电性能,优良的化学稳定性以及无毒性,广泛的应用于食品包装中,主要制作板材、管、薄膜、贮槽和容器,用于工业、农业及日常生活用品。具有优良的机械性能的聚丙烯则应用于日用器皿,娱乐体育用品,玩具汽车部件,家电零件。聚苯乙烯则以其电绝缘性能好,刚性大,印刷性能好的特点广泛应用于工业装饰,各种仪器仪表零件、灯罩、电子工业等。氟塑料的用途产量最广,在国防、电子、航空航天、化工、冷藏、机械方面占有重要地位。 2.1.2 橡胶: 橡胶是有机高分子弹性体。天然橡胶具有优良的综合性能,大量用于制造各种轮胎及工业橡胶制品,如胶管胶带、胶鞋雨衣及医疗卫生用品等。合成橡胶因其高弹性和耐低温性能好,耐磨性,主要用于制造轮胎,胶鞋等耐磨制品,医疗制品,运动器材等。 2.1.3 纤维:

灌浆材料的发展现状与展望模板

灌浆材料的发展现状与展望 摘要:灌浆工法作为防渗补强加固的一种重要手段,其灌浆材料起着至关重要的作用。本文对灌浆材料的种类及其使用性能作了详细的描述,同时对今后浆材的发展方向提出了展望。 关键词:灌浆灌浆材料 注浆法出现于19世纪初,注浆工法在水利水电工程中多称灌浆法。采用灌浆技术以解决土建工程的有关技术难题,至今已有一个世纪的历史。浆液注入到地层中去的方式是该工法的关键。随着注浆技术的广泛应用,注浆材料得到了较大的发展。注浆材料从最早的石灰和黏土、水泥,发展到今天的水泥--水玻璃浆液、各种化学浆液。而注浆材料的开发与应用,又反过来推动了注浆工法在更广泛的领域内的应用。通常说的注浆材料是指浆液中的主剂。注浆材料必须是能固化的材料。习惯上把注浆原材料分为粒状材料和化学材料两个系统。而浆液是同主剂、固化剂,以及溶剂、助剂经混合后所配成的液体,分为溶液型和悬浊液型两大类。 1 灌浆材料的种类及其特点 1.1 溶液型浆材 溶液型浆材又叫化学浆材,可分为水玻璃类、木质素类灌浆材料、丙烯酰胺类灌浆材料、丙烯酸盐类灌浆材料、聚氨酯类灌浆材料、环氧树脂灌浆材料、甲基丙烯酸酯类灌浆材料、脲醛树脂类、其它类化学灌浆材料。1.1.1 水玻璃类灌浆材料 水玻璃(硅酸钠)是化学灌浆中最早使用的一种材料,水玻璃类浆液是由水玻璃溶液和相应的胶凝剂组成。其无机胶凝剂有氯化钙、铝酸钠、氟硅酸、磷酸、草酸、硫酸铝、混合钠剂等,有机胶凝剂有醋酸、酸性有机盐、有机酸酯、醛类(乙二醛类)、聚乙烯醇等。二氧化碳亦可与水玻璃溶液在被灌体内生成硅酸凝胶。 灌浆用水玻璃模数在2.4~3.4之间为宜,水玻璃溶液的浓度在35~45°Be'为宜。 水玻璃类浆材主要特点及性能: (1) 胶凝时间从瞬间~24小时不等; (2) 固砂体强度可达6MPa; (3) 粘度从1.2~200×10-3Pa·s; (4) 可灌性好,渗透系数可达10-5~10-6cm/s,可灌入 0.1mm以上的土层。 (5) 毒副作用小,造价低。 1.1.2 木质素类浆液 木质素类浆液由纸浆废液、胶凝剂和促凝剂等组成。木质素类浆液包括铬木素和硫木素浆液两种。铬木素浆液的固化剂是重铬酸钠。但重铬酸钠毒性大,难以大规模使用。硫木素浆液是在铬木素浆液的基础上发展起来的,是采用过硫酸铵完全代替重铬酸钠,使之成为低毒、无毒木质素浆液,是一种很有发展前途的注浆材料。

分子蒸馏技术和应用

分子蒸馏技术及其应用 摘要 分子蒸馏又称短程蒸馏,是一种新型的液-液分离技术,与常规蒸馏相比具有许多优点,本文对分子蒸馏的基本原理、设备、特点以及在食品、医药、化工工业中的应用进行了阐述。 关键词:分子蒸馏、食品工业。 分子蒸馏是在高真空度下进行的非平衡蒸馏技术(真空度可达 0.01Pa),是以气体扩散为主要形式、利用不同物质分子运动自由程的差异来实现混合物的分离。由于蒸发面和冷凝面的间距小于或等于被分离物料的蒸气分子的平均自由程,所以也称短程蒸馏。由于分子蒸馏过程中。待分离物质组分可以在远低于常压沸点的温度下挥发,并且各组分的受热过程很短,因此分子蒸馏已成为对高沸点和热敏性物质进行分离的有效手段。目前已广泛应用于食品、医药、油脂加工、石油化工等领域,用于浓缩或纯化低挥发度、高分子量、高沸点、高黏度、热敏性、具有生物活性的物料。 一、分子蒸馏的概念原理和过程 1.1分子蒸馏的基本概念分子有效直径:分子在碰撞过程中,两分子质心的最短距离,即发生斥离的质心距离。分子运动自由程:指一个分子与其他气体分子相邻两次分子碰撞之间所走的路程。分子运动平均自由程:在一定的外界条件下,不同物质中各个分子的自由程各不相同。就某一种分子来说在某时间间隔自由程的平均值称为平均自由程。 1.2分子蒸馏的基本原理分子蒸馏的分离是建立在不同物质挥发度不同的基础上,其操作是在低于物质沸点下进行,当冷凝表面的温度与蒸发物质的表面温度有差别时就能进行分子蒸馏。根据分子运动理论,液体混合物中各个分子受热后会从液面逸出,不同种类的分子,由于其有效直径不同,逸出液面后直线飞行距离是不相同的。轻分子的平均自由程大,重分子的平均自由程小,若在离液面小于轻分子平均自由程而大于重分子平均自由程处设置一冷凝面,使得轻分子落在冷凝面上被冷凝,而重分子则因达不到冷凝面,返回原来液面这样就将混合物分离了,分子平均自由程是分子蒸馏基本理论的核心。 1.3分子蒸馏的基本过程根据分子蒸馏的基本理论,可将蒸馏过程分解为 以下5个步骤:①物料在加热面上形成液膜;②分子在液膜表面上自由蒸发;③分子从加热面向冷凝面的运动;④轻分子在冷凝面上被捕获,重分子返回物料液膜;⑤馏出物和残留物的收集。 二、分子蒸馏的特点

我国医用高分子材料的发展现状

我国医用高分子材料的发展现状 摘要: 对医用高分子材料的目前需求作了简要分析,介绍了医用高分子材料的主要类别、用途及其特殊要求,并浅谈了医用高分子材料的发展及展望。 关键词: 医用高分子材料;相容性;组织工程 前言: 现代医学的发展,对材料的性能提出了复杂而严格的多功能要求,这是大多数金属材料和无机材料难以满足的;而合成高分子材料与生物体(天然高分子)有着极其相似的化学结构,化学结构的相似性决定了它们在性能上能够彼此接近从而可能用聚合物制作人工器官,作为人体器官的替代物。另外,除人工器官用材料之外,医药用高分子材料、临床检查诊断和治疗用高分子材料的开发研究也在积极地展开,它们被统称为医用高分子材料。 医用高分子材料是一类令人瞩目的功能高分子材料,是一门介于现代医学和高分子科学之间的新兴学科。它涉及到物理学、化学、生物化学、医学、病理学等多种边缘学科。医用高分子材料是生物材料的重要组成部分。医用高分子材料[1]是一类可对有机体组织进行修复、替代与再生,具有特殊功能作用的新型高技术合成高分子材料,是科学技术中的一个正在发展的新领域,不仅技术含量和经济价值高,而且对人类的健康生活和社会发展具有极其重大意义,它已渗入到医学和生命科学的各个部门并应用于临床的诊断与治疗。 1、医用高分子材料的目前需求 人的健康长寿依赖于医学的发展。现代医学的进步已经越来越依赖于生物材料和器械的发展,没有医用材料的医学诊断和治疗在现代医学中几乎是不可想象的。目前全球大量用于医疗器械的生物医学材料主要有20种,其中医用高分子12种,金属4种,陶瓷2种,其他2种[2]。利用现有的生物医学材料已开发应用的医用植入体、人工器官等近300种,主要包括:起搏器、心脏瓣膜、人工关节、骨板、骨螺钉、缝线、牙种植体,以及药物和生物活性物质控释载体等。近年来,西方国家在医学上消耗的高分子材料每年以10%~20%的速度增长[3],而国内也以20%左右的速度迅速增长。随着现代科学技术的发展,尤其是生物技术的重大突破,生物材料的应用将更加广泛,需求量也随之越来越大。生物医用材料产业发展如此迅猛,主要动力来自于人口老龄化、中青年创伤的增多、疑难疾病患者的增加和高新技术的发展。生物材料的研究与开发被许多国家列入高技术关键新材料发展计划,并迅速成为国际高技术制高点之一。

高分子材料的发展历程及未来趋势

1 什么是高分子材料 高分子材料是由相对分子质量较高的化合物构成的材料。我们接触的很多天然材料通常是高分子材料组成的,如天然橡胶、棉花、人体器官等。人工合成的化学纤维、塑料和橡胶等也是如此。一般称在生活中大量采用的,已经形成工业化生产规模的高分子为通用高分子材料,称具有特殊用途与功能的为功能高分子。 2 高分子材料的发展历程 树枝,兽皮,稻草等天然高分子材料是人类或者类似人类的远古智能生物最先使用的材料。在历史的长河中,纸,树胶,丝绸等从天然高分子加工而来的产品一直同人类文明的发展交织在一起。 2.1从天然树脂到合成树脂 一些树木的分泌物常会形成树脂,不过琥珀却是树脂的化石,虫胶虽然也被看成树脂,但却是紫胶虫分泌在树上的沉积物。由虫胶制成的虫胶漆,最初只用作木材的防腐剂,但随着电机的发明又成为最早使用的绝缘漆。然而进入20世纪后,天然产物已无法满足电气化的需要,促使人们不得不寻找新的廉价代用品。 以煤焦油为原粒的酚醛树脂,在1940年以前一直居各种合成树脂产量之首,每年达20多万吨,但此后随着石油化工的发展,聚合型的合成树脂如:聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯以及聚苯乙烯的产量也不断扩大,随着众多年产这类产品10万吨以上大型厂的建立,它们已成当今产量最多的四类合成树脂。合成树脂再加上添加剂,通过各种成型方法即得到塑料制品,到今天塑料的品种有几十种,世界年产量在1.2亿吨左右,我国也在500万吨以上,它们已经成为生产、生活及国防建设的基础材料。 2.2从天然纤维到合成纤维

人类使用棉、毛、丝、麻等天然纤维的历史已经有几千年,但由于全球人口的不断增加和对纺织品质量的更高要求,从19世纪起,人们就为寻求新的纺织品原料而努力。 1846年制成硝化纤维;1857年制成铜氨纤维;1865年制成醋酸纤维;1891年制成粘胶纤维。由于粘胶纤维的原料是来源丰富的木材浆粕、棉短绒及棉纱下脚料等,再加上制成的纤维性能好,以至它的产量到20世纪50年代已经超过羊毛。 尽管上述几种称为“纤维素纤维”或“人造纤维”的出现是继纺织机械发明之后的又一次纺织革命,但它仍意味着人只是用化学方法,对天然植物纤维的再加工,而通过化学方法,制取全合成的、性能更为优异的纺织纤维阶段,才迎来了第三次纺织革命。 1928年32岁的美国化学家卡罗塞斯经过6年后的研究,终于在合成的数百种产品中,找到有希望成为优良纺织纤维的聚酰胺-66(即尼龙Nylon)。 1938年德国研制出聚酰胺-6,即聚己内酰胺;1941年英国制出了聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维,商品名Dacron、“的确凉”、或涤纶;1939年德国人又研制出聚丙烯腈纤维,但到1949年才在美国投产,商品名Orlon,我国称腈纶,此又出现多种新型合成纤维,满足了多种需要,但从应用范围和技术成熟等方面看,仍以上述几种为主,其产量约占总量的90%。 2.3从天然橡胶到合成橡胶 自然界中虽然含有橡胶的植物很多,但能大量采胶的主要是生长在热带雨区的巴西橡胶树。从树中流出的胶乳,经过凝胶等工艺制成的生橡胶,最初只用于制造一些防水织物、手套、水壶等,但它受温度的影响很大,热时变粘,冷时变硬、变脆,因而用途很少。 1839年美国一家小型橡胶厂的厂主古德易(Goodyear)经过反复摸索,发现生橡胶与硫黄混合加热后能成为一种弹性好、不发粘的弹性体,这一发现推进

中国磁性材料产业现状及其发展展望(1)

中国磁性材料产业现状及其发展展望(1) 摘要:磁性材料是各种电子产品主要的配套产品,无论是消费家电产品和工业类如计算机、通讯设备、汽车,以及国防工业均离不开磁性材料。当前,中国各种磁性材料的产量基本上世界第一,成为磁性材料生产大国和磁性材料产业中心。中国磁性材料的中长期市场前景十分光明,中国的磁性材料产品在全球的地位必将进一步提高。必须加强科技创新力度、加强技术改造加强企业管理水平,调整产业结构和提高产品档次,使中国磁性材料从大国走向强国。本文着重从宏观角度分析了中国磁体产业整体情况,介绍了稀土永磁材料特别是中国钕铁硼烧结和粘结产业现状,以及中国新型的稀土永磁材料的研究开发情况,同时对我国磁体产业发展前景进行了预测和分析。 1 中国磁体产业的发展历程 目前,全球的经济已进入了一个信息时代,作为一种功能材料,磁性材料所占的地位越来越重要。当前主要的商品磁体共有4类:20世纪30年代开发的铝-镍-钴永磁;50年代初期开发的铁氧体磁体;60年代末开发的钐-钴磁体,包括第一代稀土永磁-SmCo5和第二代稀土永磁-Sm2Co17;80年代初开发的稀土永磁钕铁硼。而稀土永磁,特别是钕铁硼是磁性材料里最重要的一部分,在永磁材料中发展最快,平

均以每年10%的速度增长。中国磁体产业在中国的出现远较西方发达国家晚,起始期是1969年到1987年之间。因为当时的稀土永磁钐钴磁体的高成本、国内市场的需求量少,所以到八十年代初还没有形成自己的磁体工业。1987~1996的十年是中国磁体产业开始发展的第一阶段,其特点是起点低:由于投资小,设备简陋,生产设备基本完全是国产的,经营理念落后,仍局限于小生产的模式。 1997~20XX的五年是中国磁体产业发展的第二阶段,其特点是起点远高于前一阶段:投资强度大,引进一部分国外的先进技术设备,能够按先进的工艺路线组织生产,产品质量一般属中低档。 20XX年起,中国磁体产业的发展将进入第三阶段。企业建立的特点将是“三高”,即高起点、高投入、高回报:1)产品瞄准特定用途所需的高档磁体;投资规模巨大,引进整条先进生产线;2)按现代化管理的理念,组织集约式分段联营的大生产:磁体生产分为两段—母合金/粉料的生产和磁体制备,投资显著降低,效益则大为提高;3)按资本运作的规律运营,从而保证磁体产业较高的回报率。特别是有可能从国外引进最先进的或采用国产先进生产线,生产高档的磁体产品。 进入21世纪,发达国家的磁体生产由于成本过高,已难以为继,世界磁性材料行业纷纷向中国或第三世界地区转移,中国作为首选的国家。世界一些著名的磁性材料制造企

高分子材料研究前沿及发展趋势

高分子材料研究前沿及发展趋势 .通用高分子材料向高性能、多功能、低污染、低成本方向发展 通用高分子材料主要是指塑料、橡胶、纤维三大类合成高分子材料及涂料、黏合剂等精细高分子材料。高性能、多功能、低成本、低污染(环境友好)是通用合成高分子材料显著的发展趋势。在聚烯烃树脂研究方面,如通过新型聚合催化剂的研究开发、反应器内聚烯烃共聚合金技术的研究等来实现聚烯烃树脂的高性能、低成本 2. 在有机/高分子光电信息功能材料领域,光、电、磁等功能高分子材料作为新一代信息技术的重要载体,在21世纪整个信息技术的发展中将占有极其重要的地位。非常值得关注并可能取得突破的重要方向是:有机/高分子显示材料特别是电致发光材料、超高密度高分子存储材料、高分子生物传感材料等。此外,还有新型功能高分子材料的设计、模拟与计算、合成与组装以及分子纳米结构的构筑。高分子的组装、自组装以及在分子电子器件上的应用研究等。

在生物医用材料领域,总的发展趋势是:从简单的植入发展到再生和重建有生命的组织和器官;从大面积的手术损伤发展到微创伤手术治疗;从暂时性的组织和器官修复发展到永久性的修复和替换;从药物缓释发展到控释、靶向释放。生物医用材料研究的重点是:基于生物学原理,赋予材料和植入体生物结构和生物功能的设计;可靠地试验材料生物安全性和预测材料长期寿命的科学基础;先进的工艺制造方法 学。 要化工原料。其中最丰富的资源有纤维素、木质素、甲壳素、淀粉、各种动植物蛋白质以及多糖等。它们具有多种功能基团,可通过化学、物理方法改性成为新材料,也可通过化学、物理及生物技术降解成单体或齐聚物用作化工原料。为解决环境污染问题,一方面生物降解高分子材料的研究已成为研究热点,另一方面废弃高分子材料的回收利用也成为重要研究方向。生物降解高分子材料在20世纪末和21世纪初得到迅速的发展,特别是一些发达国家的政府和企业投入巨资开展生物可降解高

高分子材料的历史与发展趋势(精)

高分子材料的历史与发展趋势 材料、能源、信息是当代科学技术的三大支柱。材料科学是当今世界的带头学科之一。材料又是一切技术发展的物质基础。人类的生活和社会的发展总是离不开材料,而新材料的出现又推动生活和社会的发展。人们使用及制造材料虽已有几千年的历史,但材料成为一门科学——材料科学,仅有30多年的时间,此为一门新兴学科,是一门集众多基础学科与工程应用学科相互交叉、渗透、融合的综合学科,因而对于材料科学的研究,具有深远的意义。高分子材料是材料领域中的新秀,它的出现带来了材料领域中的重大变革。目前高分子材料在尖端技术、国防建设和国民经济各个领域得到广泛应用,已成为现代社会生活中衣、食、住、行、用各个方面所不可缺少的材料。高分子材料由于原料来源丰富,制造方便,品种繁多,用途广泛,因此在材料领域中的地位日益突出,增长最快,产量相当于金属、木材和水泥的总和。高分子材料不仅为工农业生产及人们的日常生活提供不可缺少的材料,而且为发展高新技术提供更多更有效的高性能结构材料、高功能材料以及满足各种特殊用途的专用材料。 高分子科学是研究高分子化合物的合成、改性、高分子及其聚集态的结构、性能、聚合物的成型加工等内容的一门综合性学科。它由高分子化学、高分子物理学、高分子工程学三个分支学科领域所组成,其主要研究目标是为人类获取高分子新材料提供理论依据和制备工艺。高分子科学具有广阔的开发新材料的背景,二十世纪三十年代首先由有机化学派生出高分子化学,当时恰好处在世界经济飞跃发展的氛围中,对新材料的需求日益迫切,因此高分子化学进而又融合了物理化学、物理学、数学、工程学、医学等有关学科的内容,逐渐形成了高分子科学这门独立的综合性学科,现在的高分子科学已经形成了高分子化学、高分子物理、高分子工程三个分支领域相互交融、相互促进的整体学科。 高分子材料的发展大致经历了三个时期,即:天然高分子的利用与加工,天然高分子的改性和合成,高分子的工业生产(高分子科学的建立。

分子蒸馏技术及其应用的研究进展(精)

综述与专论 分子蒸馏技术及其应用的研究进展 陈立军陈焕钦 (华南理工大学化学工程研究所,广州510640 摘要分子蒸馏是一种在高真空下进行的特殊蒸馏技术。分子蒸馏是一项国内外正在工业化开发应用的高新分离技术,尚未实现大规模的工业化。分子蒸馏技术同普通蒸馏技术的差别很大。介绍了分子蒸馏基本原理、技术特点、主要装置和优势。此外还详细介绍了分子蒸馏技术在国内外的应用新进展,并提出了未来分子蒸馏领域的重点研究方向。关键词 平均自由程分子蒸馏应用进展R esearch Progress in the T echnique of Molecular Distillation and its Application Chen Lijun Chen H uanqin (R esearch I nstitute of Chemical E ngineering ,Southern China U niversity of T echnology ,G uangzhou 510640 Abstract The m olecular distillation (short -path distillation or unobstructed distillation is a special separation technique of liquid -liquid and a special distillation technique under the high vacuum.It is an industrializing Hi -tech at home and abroad and not used in

镁基复合材料的研究发展现状与展望

——颗粒增强镁基复合材料 课程名称:金属基复合材料 学生姓名: 学号: 班级: 日期:2010/12/26

——颗粒增强镁基复合材料 摘要:镁基复合材料具有很高的比强度、比刚度以及优良的阻尼减震性能,是汽车制造、航空航天等领域的理想材料之一。本文综述了颗粒增强镁基复合材料的研究概况,镁基复合材料常用的基体合金和常用的增强相。着重介绍了其制备方法、力学以及阻尼性能,并对它的发展趋势进行了展望。 关键词:镁基复合材料;制备方法;基体镁合金;颗粒增强体;性能 1.前言 与传统的金属材料相比,金属基复合材料具有高的比强度、比刚度、耐高温、耐磨损耐疲劳、热膨胀系数小、化学稳定性和尺寸稳定性好等优异性能。金属基复合材料的增强体主要有长纤维、短纤维、颗粒和晶须等,其中颗粒增强金属基复合材料由于制备工艺简单、成本较低微观组织均匀、材料性能各向同性且可以采用传统的金属加工工艺进行二次加工等优点,已经成为金属基复合材料领域最重要的研究方向,正在向工业规模化生产和应用发展。颗粒增强金属基复合材料的主要基体有铝、镁钛、铜和铁等,其中铝基复合材料发展最快;由于镁的密度更低(1.74 g/cm3),仅为铝的2/3,具有更高的比强度、比刚度,而且具有良好的阻尼性能和电磁屏蔽等性能,镁基复合材料正成为继铝基之后的又一具有竞争力的轻金属基复合材料。镁基复合材料因其密度小,且比镁合金具有更高的比强度、比刚度、耐磨性和耐高温性能,受到航空、航天、汽车、机械及电子等高技术领域的重视.自20世纪8O年代至现在,镁基复合材料已成为金属基复合材料的研究热点之一。颗粒增强镁基复合材料与连续纤维增强、非连续(短纤维、晶须等)纤维增强镁基复合材料相比,具有力学性能呈各向同性、制备工艺简单、增强体价格低廉、易近终成型、易机械加工等特点,是目前最有可能实现低成本、规模化商业生产的镁基复合材料。 2.制备方法 2.1粉末冶金法 粉末冶金法是把微细纯净的镁合金粉末和增颗粒均匀混合后在模具中冷压,然后在真空中将合体加热至合金两相区进行热压,最后加工成型得复合材料的方法。粉末冶金的特点:可控制增颗粒的体积分数,增强体在基体中分布均匀;制备温度较低,一般不会发生过量的界面反应。该法工艺设备较复杂,成本较高,不易制备形状复杂的零件。 2.2熔体浸渗法 包括压力浸渗、无压浸渗和负压浸渗。压力浸渗是先将增强颗粒做成预制件,加入液态镁合金后加压使熔融的镁合金浸渗到预制件中,制成复合材料采用高压浸渗,可克服增强颗粒与基体的不润湿情况,气孔、疏松等铸造缺陷也可以得到很好的弥补。无压浸渗是指熔的镁合金在惰性气体的保护下,不施加任何压力对增强颗粒预制件进行浸渗。该工艺设备简单、成本低,但预制件的制备费用较高,因此不利于大规模生产。增强颗粒与基体的润湿性是无压浸渗技术的关键。负压浸渗是通过预制件造成真空的负压环境使熔融的镁合金渗入到预制件中。由负压浸渗制备的SiC/Mg颗粒在基体中分布均匀。

高分子材料行业现状及发展前景趋势展望分析报告(2017-2018年版)

2017年高分子材料行业分析报告Array 2017年9月出版

文本目录 一、行业发展状况 (4) 1、热塑性弹性体(TPE) (4) 2、改性塑料 (6) 二、行业监管体系 (7) 1、行业主管部门 (7) 2、行业政策 (8) 三、上下游关系 (10) 1、上游行业 (10) 2、下游行业 (11) 四、行业壁垒 (12) 1、技术壁垒 (12) 2、市场壁垒 (13) 3、资本壁垒 (14) 五、行业发展特点 (14) 1、行业的周期性特征 (14) 2、具有明显的客户锁定效应 (14) 3、专业化开发和服务要求高 (15) 六、市场规模与发展趋势 (16) 1、市场规模 (16) (1)热塑性弹性体 (16) (2)改性塑料 (18) 2、发展趋势 (19) 七、行业风险特征 (20)

1、原材料价格波动风险 (20) 2、技术人员流失和技术泄密风险 (21) 3、市场竞争加剧风险 (21) 八、行业竞争格局 (22) 1、竞争地位 (22) 2、相关公司简介 (22) 1)金发科技股份有限公司 (22) 2)广东银禧科技股份有限公司 (23) 3)深圳市富恒新材料股份有限公司 (23) 4)广东顺德顺炎新材料股份有限公司 (24)

一、行业发展状况 我国是世界高分子合成材料生产大国,以各类基础聚合物计,三大合成材料(合成树脂、合成橡胶、合成纤维)生产总规模已居世界首位;合成材料的成型加工总能力也已多年位居世界第一。 高分子材料是分子量极大的一类化合物构成的材料。高分子材料包括塑料、橡胶、纤维、胶粘剂及涂料等,其为石化基本原料所生产的石化中间原料合成,并可作为下游塑料、橡胶、树脂、纺织等制品产业的原料,因此其应用非常广泛,汽车、电子电器、纺织、建筑、医疗等日常生活所需的各行各业都需要用到高分子材料。 1、热塑性弹性体(TPE) 热塑性弹性体(Thermoplastic Elastomer)是一种既具有橡胶的特性(高弹性、压缩永久变形等),又有塑料加工特征(工艺简单)的环保低碳性高分子复合材料。 热塑性弹性体是新材料产业“十二五”重点产品,不但能够从根本上解决传统热固性橡胶难以回收再利用的问题,缓解石油资源危机和实现可持续发展的目标,还能够从很大程度上实现节能的目的。

高分子材料发展史

高分子材料发展史 随着生产和科学技术的发展,人们不断对材料提出各种各样的新要求。而高分子材料的出现逐渐满足了人们的需要。并对人类的生产生活产生了巨大的影响。 高分子材料是以高分子化合物为基础的材料。高分子材料是由相对分子质量较高的化合物构成的材料,包括橡胶、塑料、纤维、涂料、胶粘剂和高分子基复合材料,高分子是生命存在的形式。所有的生命体都可以看作是高分子的集合。 高分子材料按来源分为天然、半合成(改性天然高分子材料)和合成高分子材料。天然高分子是生命起源和进化的基础。人类社会一开始就利用天然高分子材料作为生活资料和生产资料,并掌握了其加工技术。如利用蚕丝、棉、毛织成织物,用木材、棉、麻造纸等。19世纪30年代末期,进入天然高分子化学改性阶段,出现半合成高分子材料。1870年,美国人Hyatt用硝化纤维素和樟脑制得的赛璐珞塑料,是有划时代意义的一种人造高分子材料。1907年出现合成高分子酚醛树脂,真正标志着人类应用合成方法有目的的合成高分子材料的开始。1953年,德国科学家Zieglar和意大利科学家Natta,发明了配位聚合催化剂,大幅度地扩大了合成高分子材料的原料来源,得到了一大批新的合成高分子材料,使聚乙烯和聚丙烯这类通用合成高分子材料走人了千家万户,确立了合成高分子材料作为当代人类社会文明发展阶段的标志。现代,高分子材料已与金属材料、无机非金属材料相同,成为科学技术、经济建设中的重要材料。并且高分子材料资源丰富、原料广,轻质、高强度,成形工艺简易。很容易为人所用。 高分子材料包括塑料、橡胶、纤维、薄膜、胶粘剂和涂料等。其中,被称为现代高分子三大合成材料的塑料、合成纤维和合成橡胶已经成为国民经济建设与人民日常生活所必不可少的重要材料。尽管高分子材料因普遍具有许多金属和无机材料所无法取代的优点而获得迅速的发展,但目前业已大规模生产的还是只能寻常条件下使用的高分子物质,即所谓的通用高分子,它们存在着机械强度和刚性差、耐热性低等缺点。而现代工程技术的发展,则向高分子材料提出了更高的要求,因而推动了高分子材料向高性能化、功能化和生物化方向发展,这样就出现了许多产量低、价格高、性能优异的新型高分子材料。 高分子材料是材料领域之中的后起之秀,是在人们长期的生产实践和科学实验的基础上逐渐发展起来的。几千年前,人们就开始使用棉、麻、丝、毛等天然高分子作丝织物材料。有些加工方法还改变了天然高分子的化学组成,如:天然橡胶硫化,皮革鞣制,天然纤维制成人造丝等。但由于当时受科学技术发展的限制,直到19世纪中叶,人们仍未能探究到高分子材料的本质。高分子材料科学的发展萌芽于19世纪后期和20世纪初。当时天然橡胶由异戊二烯,纤维素和淀粉由葡萄糖残体,蛋白质由氨基酸组成的确立,使高分子的长链概念获得了公认,孕育了高分子的思想。1872年德国化学家拜耳(A.Bayer)首先发现苯酚与甲醛在酸性条件下加热时能迅速结成红褐色硬块或粘稠物,但因它们无法用经典方法纯化而停止实验。20世纪以后,苯酚已经能从煤焦油中大量获得,甲醛也作为防腐剂大量生产,因此二者的反应产物更加引人关注。1907年贝克兰和他的助手不仅制出了绝缘漆,而且还制出了真正的合成可塑性材料—Bakelite,它就是人们熟知的“电木”、“胶木”或酚醛树脂。Bakelite一经问世, 很快厂商发现,它不但可以制造多种电绝缘品,而且还能制日用品,于是一时间把贝克兰的发 明誉为20世纪的“炼金术”。20世纪30~40年代是高分子材料科学的创立时期。新的聚合物单体不断出现,具有工业化价值的高效催化聚合方法不断产生,加工方法及结构性能不断改善。美国化学家卡罗塞斯(W.H.Carothers)于1934年合成了优良纺织纤维的聚酰胺-66,尼龙(Nylon)是它在1939年投产时公司使用的商品名。这一成功不仅是合成纤维的第一次重大

分子蒸馏技术的原理和应用(精)

分子蒸馏技术的原理和应用 分子蒸馏技术简介 分子蒸馏是一项较新的尚未广泛应用于产业化生产的分离技术,能解决大量常规蒸馏技术所不能解决的题目。分子蒸馏是一种特殊的液-液分离技术,能在极高真空下操纵,它依据分子运动均匀自由程的差别,能使液体在远低于其沸点的温度下将其分离,特别适用于高沸点、热敏性及易氧化物系的分离。由于其具有蒸馏温度低于物料的沸点、蒸馏压强低、受热时间短、分离程度高等特点,因而能大大降低高沸点物料的分离本钱,极好地保护了热敏性物质的特点品质,该项技术用于纯自然保健品的提取,可摆脱化学处理方法的束缚,真正保持了纯自然的特性,使保健产品的质量迈上一个新台阶。 分子蒸馏技术,作为一种对高沸点、热敏性物料进行有效的分离手段,自本世纪三十年代出现以来,得到了世界各国的重视。到本世纪六十年代,为适应浓缩鱼肝油中维生素A的需要,分子蒸馏技术得到了规模化的产业应用。在日、美、英、德、苏相继设计制造了多套分子蒸馏装置,用于浓缩维生素A,但当时由于各种原因,应用面太窄,发展速度很慢。但是,在过往地三十多年中,人们一直在不断地重视着这项新的液-液分离技术的发展,对分离装置精益求精、完善,对应用领域不断探索、扩展,因而一直有新的专利和新的应用出现。特别是从八十年代末以来,随着人们对自然物质的青睐,回回自然潮流的兴起,分子蒸馏技术得到了迅速的发展。 对分子蒸馏的设备,各国研制的形式多种多样。发展至今,大部分已被淘汰,目前应用较广的为离心薄膜式和转子刮膜式。这两种形式的分离装置,也一直在精益求精和完善,特别是针对不同的产品,其装置结构与配套设备要有不同的特

点,因此,就分子蒸馏装置本身来说,其开发研究的内容尚十分丰富。 在应用领域方面,国外已在数种产品中进行产业化生产。特别是近几年来在自然物质的提取方面应用较为突出,如:从鱼油中提取EPA与DHA、从植物油中提取自然维生素E等。另外,在精细化工中间体方面的提取和分离,品种也越来越多。 我国对分子蒸馏技术的研究起步较晚,八十年代末期,国内引进了几套分子蒸馏生产线,用于硬脂酸单甘酯的生产。国内的科研职员也曾经作过一些研究,但未见产业化应用的报道。 分子蒸馏成套产业化装置具有设计新奇、结构独特、工艺先进,可明显进步分离效率。从小试到产业化生产又到小试的反复循环实验探索中,特别解决了产业化生产中轻易出现的突出题目。如有效地解决了物料返混题目,明显地进步了产品质量,创造性地设计了有补偿功能的消息密封方式;实现了产业装置高真空下的长期稳定运行。该项技术属国内领先、国际先进。 截止目前为止已经开发的产品有二十余种,如:硬脂酸单甘酯、丙二醇酯、玫瑰油、小麦胚芽油、米糠油、谷维素等。并已确定了应用分子蒸馏技术的有关工艺条件,为进行产业化生产奠定了基础。 分子蒸馏的原理和装置的结构决定其有如下特点: 1、分子蒸馏的操纵温度远低于物料的沸点: 由分子蒸馏原理可知,混合物的分离是由于不同种类的分子溢出液面后的均匀自由程不同的性质来实现的,并不需要沸腾,所以分子蒸馏是在远低于沸点的温度下进行操纵的,这一点与常规蒸馏有本质的区别。 2、蒸馏压强低: 由于分子蒸馏装置独特的结构形式,其内部压强极小,可以获得很高的真空,因此分子蒸馏是在很低的压强下进行操纵,一般为×10-1Pa数目级(×10-3为托数目级)。

新材料产业发展现状及趋势

新材料产业发展现状及趋势 “十五”期间,在我国新材料产业发展过程中,国家给予了大力支持,初步形成了比较完整的新材料产业体系。“十五”期间发布的《国家计委关于组织实施新材料高技术产业化专项公告》,通过100多个产业化专项的实施.有力地推动了我国具有自主知识产权的新材料产业的发展,在电子信息材料、先进金属材料、电池材料、磁性材料、新型高分子材料、商性能陶瓷材料和复合材料等方面形成了一批高技术新材料核心产业。“十一五”期间又进一步加大了支持力度。按我国目前经济发展趋势预计,新材料需求增长速度将高于经济增长速度,按10%的增长速度计算,到2010年我国新材料市场可达6500亿元。新材料产业也已成为衡量一个国家经济社会发展、科技进步和国防实力的重要标志。 我国新材料产业的发展现状 当前,我国的新材料产业在国际产业布局中正处于由低级向高级发展的阶段,随着对外开放和与全球业界的广泛交流合作,我国新材料产业正呈现快速健康发展的良好状态,在一些重点、关键新材料的制备技术、工艺技术、新产品开发及节能、环保和资源综合利用等方面取得了明显成效,促进了一批新材料产业的形成与发展。 1.新一代钢铁结构材料 迄今为止,钢铁结构材料依然是国民经济各支柱产业和国防工业的重要支撑材料和应用范围最宽、使用量最大的材料,其生产和应用过程对全球资源、能源和人类生存环境有着不可忽视的影响,以去年为例: 2007年生产钢材46719.3万吨,比去年增长16.2%。同时,高技术含量、高附加值品种钢材产量大幅度增长。全年生产冷轧薄宽钢带1740.27万吨,同比增长31.8%;冷轧薄板1563.83万吨,同比增长25.2%;镀层板(带)1754.58万吨,同比增长37.9%;涂层板(带)317.21万吨,同比增长36.1%;电工钢板(带)415.57万吨。同比增长23.5%。以上5个品种钢材合计生产5791.487吨,比上年增长31.28%,高于钢材生产总量增幅8.59个百分点。全年生产不锈钢720.6万吨,比上年增加190.6万吨,增长35.96%,居世界第一位。其中,世界一流工艺装备的生产量达到70%,国内市场占有率达到75%,实现了重大的突破。全行业已基本形成以企业为主体、市场为导向、产学研相结合的技术创新和新产品研发体系,形成了科研基础设施建设加强、科技投入增加的良好格局。全行业在高效采选技术、钢铁冶炼技术、轧钢新技术、高端产品开发、大型冶金成套装备技术集成、节能节水和废弃物综合利用新技术等方面,都取得了新的成果和进步。 2007年宝钢试制成功X120管线钢,实现电镀锌机组全面无铬化生产,年产150万吨生铁的COREX3000熔融还原工艺装置投产;鞍钢继续完善冷连轧自主集成成套工艺技术,开发成功一批具有自主知识产权的核心技术,并在相关企业投入使用;武钢新一代取向硅钢、高效电机硅钢的研发和装备技术集成,高强度桥梁钢生产技术提高;太钢建成世界一流的现代化不锈钢生产基地;攀钢转炉铁水提钒和半钢炼钢连续工业性试生产成品钒渣等均取得了工艺技术的新突破。 2007年在研发和扩大生产市场需求的短缺产品方面,船用高强度宽厚板、高强度海洋结构用钢板、高档汽车用板和汽车零部件用钢、工程机械和高层建筑用高强度厚钢板、X80以上高等级管线钢板、百米在线热处理钢轨和时速350公里高速铁路钢轨、高速动车组用钢、高端压

高分子材料发展前沿及趋势2019

高分子材料研究前沿及发展趋势 1.通用高分子材料向高性能、多功能、低污染、低成本方向发展 通用高分子材料主要是指塑料、橡胶、纤维三大类合成高分子材料及涂料、黏合剂等精细高分子材料。高性能、多功能、低成本、低污染(环境友好)是通用合成高分子材料显著的发展趋势。在聚烯烃树脂研究方面,如通过新型聚合催化剂的研究开发、反应器内聚烯烃共聚合金技术的研究等来实现聚烯烃树脂的高性能、低成本化。高性能工程塑料的研究方向主要集中在研究开发高性能与加工性兼备的材料。通过分子设计和材料设计,深入、系统地研究芳杂环聚合物材料制备中的基本化学和物理问题,研究其多层次结构及控制技术,认识结构与性能之间的本质联系,寻求在加工性能和高性能两方面都适合的材料。合成橡胶方面,如通过研究合成方法、化学改性技术、共混改性技术、动态硫化技术与增容技术、互穿网络技术、链端改性技术等来实现橡胶的高性能化。在合成纤维方面,特种高性能纤维、功能性、差别化、感性化纤维的研究开发仍然是重要的方向。同时生物纤维、纳米纤维、新聚合物纤维德研究和开发也是纤维研究的重要领域。在涂料和黏合剂方面,环境友好及特殊条件下使用的高性能涂料和黏合剂是发展的两个主要方向。 2.功能高分子材料发展迅速,应用领域不断扩大,越来越多的功能高分子材料将从科学发明、发现走向实际应用在有机/高分子光电信息功能材料领域,光、电、磁等功能高分子材料作为新一代信息技术的重要载体,在21世纪整个信息技术的发展中将占有极其重要的地位。非常值得关注并可能取得突破的重要方向是:有机/高分子显示材料特别是电致发光材料、超高密度高分子存储材料、高分子生物传感材料等。此外,还有新型功能高分子材料的设计、模拟与计算、合成与组装以及分子纳米结构的构筑。高分子的组装、自组装以及在分子电子器件上的应用研究等。 在生物医用材料领域,总的发展趋势是:从简单的植入发展到再生和重建有生命的组织和器官;从大面积的手术损伤发展到微创伤手术治疗;从暂时性的组织和器官修复发展到永久性的修复和替换;从药物缓释发展到控释、靶向释放。生物医用材料研究的重点是:基于生物学原理,赋予材料和植入体生物结构和生物功能的设计;可靠地试验材料生物安全性和预测材料长期寿命的科学基础;先进的工艺制造方法学。 在吸附分离材料领域,分离膜的发展重点是在研究聚合物分离膜制备、成膜机理及其与聚合物结构关系基础上实现膜结构与膜分离性能的预测、调控与优化;通过分离膜与生化技术的集成,实现合成高分子膜材料的强度与可加工性能以及天然生物膜的特殊选择性与生物活性的有机组合。对于吸附分离树脂,不直接利用生物配体,而是通过模拟亲和作用及超分子化学的多重作用(分子识别)来设计合成具有分子识别特征的高选择性吸附树脂材料,具有重要的理论意义和实用价值。新型印迹聚合物材料的设计与制备及选择性分离功能的研究也是重要的发展方向。 3.高分子材料科学与资源、环境的协调发展越来越受到重视 基于石油资源的合成高分子材料已得到了大规模的应用,在带给我们方便的同时也带来了环境污染的问题,而且50年后将面临石油资源逐渐枯竭的威胁。因此,基于可再生的动物、植物和微生物资源的天然高分子将有可能成为未来高分子材料的主要化工原料。其中最丰富的资源有纤维素、木质素、甲壳素、淀粉、各种动植物蛋白质以及多糖等。它们具有多种功能基团,可通过化学、物理方法改性成为新材料,也可通过化学、物理及生物技术降解成单体或齐聚物用作化工原料。为解决环境污染问题,一方面生物降解高分子材料的研究已成为研究热点,另一方面废弃高分子材料的回收利用也成为重要研究方向。生物降解高分子材料在20世纪末和21世纪初得到迅速的发展,特别是一些发达国家的政府和企业投入巨资开展生物可降解高分子材料的研究与开发,已取得可喜的进展。生物降解高分子材料要求具

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