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lmw改性ep性能研究论文下载

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随着我国电力技术和科技的快速发展,电力变频器广泛的应用于工业生产以及人类日常生活中。这是我为大家整理的变频器应用技术论文参考 范文 ,仅供参考! 变频器应用技术论文参考范文篇一:《变频器节能技术应用与研究》 【摘 要】本文根据水泵、风机轴功率与转速的平方成正比的特点,阐述变频调速节能原理,提出泵与风机应采用变频技术,已降低成本,延长设备使用寿命,提高经济效益。 【关键词】变频器;节能;水泵;风机 0 引言 锅炉是比较常见的用于集中供热设备,通常情况下,由于气温和负荷的变化,需对锅炉燃烧情况进行调节,传统的调节方式其原理是依靠增加系统的阻力,水泵采用调节阀门来控制流量,风机采用调节风门挡板开度的大小来控制风量。但在运行中调节阀门、挡板的方式,不论供热需求大小,水泵、风机都要满负荷运转,拖动水泵、风机的电动机的轴功率并不会改变,电动机消耗的能量也并没有减少,而实际生产所需要的流量一般都比设计的最大流量小很多,因而普遍存在着“大马拉小车”现象。锅炉这样的运行方式不仅损失了能量,而且增大了设备损耗,导致设备使用寿命缩短,维护、维修费用高。把变频调速技术应用于水泵(或风机)的控制,代替阀门(或挡板)控制就能在控制过程中不增加管路阻力,提高系统的效率。变频调速能够根据负荷的变化使电动机自动、平滑地增速或减速,实现电动机无级变速。变频调速范围宽、精度高,是电动机最理想的调速方式。如果将水泵、风机的非调速电动机改造为变频调速电动机,其耗电量就能随负荷变化,从而节约大量电能。 1 变频器应用在水泵、风机的节能原理 图1为水泵(风机)的H-Q关系曲线。图1中,曲线R2为水泵(风机)在给定转速下满负荷时,阀门(挡板)全开运行时阻力特征曲线;曲线 R1为部分负荷时,阀门(挡板)部分开启时的阻力特性曲线;曲线H(n1)和H(n2)表示不同转速时的Q=f(H)曲线。采用阀门(挡板)控制时,流(风)量从Q2减小到Q1,阻力曲线从R2移到R1,扬程(风压)从HA移到HB。采用调速控制时,H(n2)移到H(n1),流(风)量从Q2减小到Q1,扬程(风压)从HA移到HC。 图1 水泵(风机)的H-Q关系曲线 图2为水泵(风机)的P-Q的关系曲线。由图2可以看出,流(风)量Q1时,采用阀门(挡板)控制的功率为PB。采用变频调速控制的功率为 PC。ΔP=PB-PC就是节省的功率。 图2 为水泵(风机)的P-Q的关系曲线 如果不计风机的效率η,则采用阀门(挡板)时的功率消耗在图中由面积OHBBQ1所代表,而采用调速控制时的功率消耗由面积OHCCQ1所代表,后者较前者面积相差为HCHBBC,即采用调速控制流(风)量比采用阀门(挡板)控制可节约能量。 2 水泵、风机的节能计算和分析 通常转速n与频率f成正比,若将电动机的运行频率由原来的50Hz降至40Hz时,其实际转速则降为额定转速的80%,即实际转速nsn和额定转速nn:nsn=(■)nn=0.4nn。设K为电机过载系数,则电动机额定功率Pn=Kn■■。因此电动机运行在40Hz时,实际功率为: Psn=Kn■■=K(0.4nn)3=0.064Kn■■=0.064Pn 节能率 =■=■=■=93.6% 表1 电动机节能率 供热公司胜利锅炉房将电动机改为变频调速,其中: 表2 补水泵电动机在定速和变速不同情况下测出的数据 根据表2的数据,一个采暖期按190天计算,工业电费单价为0.37元/kWh。加装变频器后补水泵电动机节约电费: (11-1.73)×24×190×0.37=15640.344元 表3 鼓风机电动机在定速和变速不同情况下测出的数据 根据表3的数据,胜利车间有5台鼓风机电动机。一个采暖期按190天计算,工业电费单价为0.37元/kWh。加装变频器后鼓风机电动机节约电费: (18.5-3.95)×24×190×0.37×5=122743.8元 表4 引风机电动机在定速和变速不同情况下测出的数据 根据表4的数据,胜利车间有5台鼓风机电动机。一个采暖期按190天计算,工业电费单价为0.37元/kWh。加装变频器后引风机电动机节约电费: (37-32.9)×24×190×0.37×5=34587.6元 综上所述,胜利车间安装变频后,一个保温期合计节约电费: 15640.344+122743.8+34587.6=172971.744元 节能效果明显。 通过上述分析和实际应用,锅炉水泵、风机采用变频调速后具有以下优点。 (1)水泵、风机的电动机工作电流下降,温升明显下降,同时减少了机械磨损,维修工作量大大减少。 (2)保护功能可靠,消除了电动机因过载或单相运行而烧坏的现象,延长了使用寿命,能长期稳定运行。 (3)电动机实现软起动,实现平滑地无级调速,精度高,调速范围宽(0-100%)。频率变化范围大(O-50Hz)。效率可高达(90%-95%)以上。减小了对电网的冲击。 (4)安装容易,调试方便,操作简便,维护量小。 (5)节能省电,燃煤效率提高。 (6)变频器可采用软件与计算机可编程控制器联机控制的功能,容易实现生产过程的自动控制。 3 结束语 引进变频器可以实现能源的有效利用,避免过多的能源消耗。使用变频器节能主要是通过改变电动机的转速实现流量和压力的控制,来降低管道阻力,减少了阀门半开的能源损失。其次变频状态下的水泵(风机)运行转速明显低于工频电源之下,这样能尽量减少由于摩擦带来的电力损耗。最后变频技术是一种先进的现代自动化技术,自动化的运行能增加电力运行的可靠性,节省人力投入,从而实现了成本的节约。 【参考文献】 [1]赵斌,莫桂强.变频调速器在锅炉风机节能改造中的应用[J].广西电力. [2]吴民强.泵与风机节能技术问答[M].北京:中国电力出版社,1998. [3]梁学造,蔡泽发.异步电动机的降损节能 方法 [Z].湖南省电力工业局. 变频器应用技术论文参考范文篇二:《变频器技术改造实践与应用》 【摘要】介绍了锅炉风机电机以及补水泵、循环泵电机等设备变频器技术改造实例及应用,并对变频器调速改造中应注意的一些技术问题进行了论述。 【关键词】自动化控制;变频器;技术改造 1 锅炉风机电机应用变频器调速控制 以DHL141.57/150/90AⅡ热水锅炉为例,每台锅炉配置引风机和鼓风机各六台,各电机主要技术参数如下: 型号 容量(KW) 电压(V) 额定电流(A) 引风机 Y280S4 75 380 139.7 鼓风机 Y200L4 30 380 57 在进行变频器改造以前,各风机在正常情况下的运行数据统计如下: 平均电流 最大电流 最小电流 引风机 142 145 139 鼓风机 59 63 57 首先选择在1#5#炉的鼓、引风机上进行改造尝试,并考虑到风机电机功率设计时配置,选择相匹配功率的变频器来控制电机,变频器的型号为ABB ACS51001157A4(引风机)、ZXBP30(鼓风机),电压等级为380V,通过一段时间的运行测试,引风机工频电流由原来的平均140(A)下降到现在的平均95―110(A),鼓风机工频电流由原来的平均57(A)下降到现在的平均30(A)节能效果相当显著,并且变频器技术性能完全满足锅炉运行工艺的要求(主要是风压、风量、加减风的速率等),电机在启动、运行调节、控制操作等方面都得到极大的改善。变频调速由安装在锅炉操作台上的启动、停机、转速调整开关进行远程控制,并可同DCS系统接口,通过DCS实现变频器的调速控制,变频调速装置还提供报警指示、故障指示、待机状态、运行状态、连锁保护等保护信息以及转速给定值和风机实际转速值等必要指示,以便操作人员进行操作控制。 2 补水泵、循环泵电机应用变频器进行调节控制 以2台补水泵、4台循环泵实际应用为例,其电动机的技术参数分别为: 序号 型号 功率 额定电流 流量 补水泵 1#泵 Y180M4 18.5 35.9 25 2#泵 Y180M4 18.5 35.9 25 循环泵 1#泵 Y315M14 132 237 630 2#泵 Y315M14 132 237 630 3#泵 Y315M14 132 237 630 4#泵 Y2315M4 132 240.4 630 正常补水时泵出力太大,紧急补水时一台泵又不能满足耗水需要,同时启动时出力又太大,连续供水补水效率高,效果也好。补水泵改用变频器调节补水,不仅仅在于考虑它对电机的节能效益,更重要的是从生产设备运行安全角度考虑,变频器选用富士FRN132P11S―4CX,电压等级为380V。 为充分利用变频器,采用1台变频器来实现两台电机的调速控制;2台补水泵均可实现变速、定速两种方式运行,变频器在同一时间只能作一台电机的变频电源,所以每台电机启动、停止必须相互闭锁,用逻辑电路控制,保证可靠切换,出口采用双投闸刀切换;2台补水泵工作时,其中一台由工频供电作定速运行,另一台由变频器供电作变速运行,同一台电机的变速、定速运行由交流接触器相互闭锁,即在变速运行时,定速合不上,如下图中,1C1与1C2及2C1与2C2不允许同时合上;为确保工艺控制安全、可靠,变频器及两台电机的控制、保护、测量单元全部集中在就地控制柜内,控制调节通过屏蔽信号电缆引接到控制室; 图1 补水泵电机变频器接线,虚框内为改造增加部分3 变频器调速改造中应注意的一些技术问题 锅炉的安全运行是全队动力的根本保证,虽然变频调速装置是可靠的,但一旦出现问题,必须确保锅炉安全供热,所以,必须实现工频――变频运行的切换系统(旁路系统),在生产过程中,采用手工切换如能满足设备运行工艺要求,建议尽量不要选用自动旁路,对一般的小功率电机,采用双投闸刀方式作为手动、自动切换手段也是比较理想的方法。 对于大惯量负荷的电机(如锅炉引风机),在变频改造后,要注意风机可能存在扭曲共振现象,运行中,一旦发生共振,将严重损坏风机和拖动电机。所以,必须计算或测量风机――电机连接轴系扭振临界转速以及采取相应的技术 措施 (如设置频率跳跃功能避开共振点、软连接及机座加震动吸收橡胶等)。 采用变频调速控制后,如果变频器长时间运行在1/2工频以下,随着电机转速的下降,电机散热能力也下降,同时电机发热量也随之减少。所以电机的本身温度其实是下降的,仍旧能够正常运行而不至温度过高。 变频器不能由输出口反向送电,在电气回路设计中必须注意,如在补水泵和循环泵变频器改造接线图中,要求1C1与1C2及2C1与2C2不允许同时合上,不仅要求在电气二次回路中实现电气的连锁,同时要求在机械上实现机构互锁,以确保变频器的运行安全。 低压变频器,由于体积较小,在改造中的安装地点选择比较容易些。选择变频器室位置,既要考虑离电机设备不能太远,又要考虑周围环境对变频器运行可能造成的影响。变频器的安装和运行环境要求较高,为了使变频器能长期稳定和可靠运行,对安装变频器室的室内环境温度要求最好控制在0-40℃之间,如果温度超过允许值,应考虑配备相应的空调设备。同时,室内不应有较大灰尘、腐蚀或爆炸性气体、导电粉尘等。 要保证变频器柜体和厂房大地的可靠连接,保证人员和设备安全。为防止信号干扰,控制系统最好埋设独立的接地系统,对接地电阻的要求不大于4Ω。到变频器的信号线,必须采用屏蔽电缆,屏蔽线的一端要求可靠接地。 随着电力电子技术的发展,变频器的各项技术性能也得到拓宽和提高,在热电行业中,风机水泵类负荷较多,充分应用变频器进行节能改造已经逐渐被大家所接受。对于目前低压变频器,投资较低、效益高,一年左右就可以收回投资而被广泛应用。随着目前国产变频器的迅速发展,使得变频器的性能价格比大大提高,为利用变频器进行节能技术改造提供了更加广阔的前景。 参考文献: [1]王占奎.变频调速应用百例.北京:科学出版社出版,1999.4 [2]吴忠智,吴加林.变频器应用手册.北京:机械工业出版社,2002.7 变频器应用技术论文参考范文篇三:《浅议变频调速技术的应用》 摘要:调速和起制动性能、高效率、高功率因数的节电效果、适用范围广等优点,而被国内外公认为最有发展前途的调速方式。随着工业自动化程度的不断提高和能源全球性短缺,变频器越来越广泛地应用在冶金、机械、石油、化工、纺织、造纸、食品等各个行业以及风机、水泵等节能场合,并取得了显著的经济效益。近年来高电压、大电流的SCR,GTO,IGBT,IG-GT以及智能模块IPM(IntelligentPowerModule)等器件的生产以及并联、串联技术的发展应用,使高电压、大功率变频器产品的生产及应用成为现实。 关键词:变频器,控制技术,应用 电力电子技术诞生至今已近50年,他对人类的文明起了巨大的作用.近10年来,随着电力电子技术、计算机技术、自动控制技术的迅速发展,电气传动技术面临着一场历史革命,即交流调速取代直流调速和计算机数字控制技术取代模拟控制技术已成为发展趋势。交流电机变频调速技术是当今节电、改善工艺流程以提高产品质量和改善环境、推动技术进步的一种主要手段。变频调速以其有益的 调速和起制动性能、高效率、高功率因数的节电效果、适用范围广等优点,而被国内外公认为最有发展前途的调速方式。 1.变频调速技术的现状 电气传动控制系统通常由电动机、控制装置和信息装置三部分组成。电气传动可分为调速和不调速两大类,调速又分为交流调速和直流调速两种方式。不调速电动机直接由电网供电。但是,随着电力电子技术的发展,原本不调速的机械越来越多地改用调速传动以节约电能,改善产品质量,提高产量。以我国为例,60%的发电量是通过电动机消耗的。因此,调速传动有着巨大的节能潜力,变频调速是交流调速的基础和主干内容,变频调速技术的出现使频率变为可以充分利用的资源。近年来。变频调速技术已成为交流调速中最活跃、发展最快的技术。 1.1国外现状 采用变频的方法,实现对电机转速的控制,大约已有40年的历史,但变频调速技术的高速发展,则是近十年的事情,主要是由下面几个因素决定: 1.1.1市场有大量需求 随着工业自动化程度的不断提高和能源全球性短缺,变频器越来越广泛地应用在冶金、机械、石油、化工、纺织、造纸、食品等各个行业以及风机、水泵等节能场合,并取得了显著的经济效益。 1.1.2功率器件发展迅速 变频调速技术是建立在电力电子技术基础之上的。近年来高电压、大电流的SCR,GTO,IGBT,IG-GT以及智能模块IPM(Intelligent Power Module)等器件的生产以及并联、串联技术的发展应用,使高电压、大功率变频器产品的生产及应用成为现实。在大功率交—交变频(循环交流器)调速技术方面,法国阿尔斯通已能提供单机容量达30000kW的电器传动设备用于船舶推进系统。在大功率无换向器电机变频调速技术方面,意大利ABB公司提供了单机容量为60000kW的设备用于抽水蓄能电站;在中功率变频调速技术方面,德国西门子公司Simovert A电流型晶闸管变频调速设备单机容量为10-2600kVA和Simovert PGTOPWM变频调速设备单机容量为100-900kVA,其控制系统已实现全数字化,用于电机风车,风机,水泵传动;在小功率变频调速技术方面,日本富士BJT变频器最大单机容量可达700kVA,IGBT变频器已形成系列产品,其控制系统也已实现全数字化。 IPM投入应用比IGBT约晚二年,由于IPM包含了1GBT芯片及外围的驱动和保护电路,有的甚至还把光耦也集成于一体,是一种更为适用的集成型功率器件。目前,在模块额定电流10-600A范围内,通用变频器均有采用IPM的趋向。IPM除了在工业变频器中被大量采用之外,经济型的IPM在近年内也开始在一些民用品,如家用空调变频器,冰箱变频器,洗衣机变频器中得到应用。IPM也在向更高的水平发展,日本三菱电机最近开发的专用智能模块ASIPM将不需要外接光耦,通过内部自举电路可单电源供电,并采用了低电感的封装技术,在实现系统小型化、专用化、高性能、低成本方面又推近了一步。 1.1.3控制理论和微电子技术的支持 在现代自动化控制领域中,以现代控制论为基础,融入模糊控制、专家控制、神经控制等新的控制理论,为高性能变频调速提供了理论基础;16位、32位高速微处理器以及信号处理器(DSP)和专用集成电路(ASIC)技术的快速发展,则为实现变频调速的高精度、多功能提供了硬件手段。 1.2国内现状 从整体上看我国电气传动系统制造技术水平较国际先进水平差距10-15年。在大功率交-交,无换向器电动机等变频技术方面,国内只有少数科研单位有能力制造,但在数字化及系统可靠性方面与国外还有相当差距。而这方面产品在诸如抽水蓄能电站机组启动及运行、大容量风机、压缩机和轧机传动、矿井卷扬机方面有很大需求。在中小频率技术方面,国内学者做了大量变频理论的基础研究。早在80年代,已成功引入矢量控制的理论,针对交流电机具有多变量、强耦合、非线性的特点,采用了线性解耦和非线性解耦的方法,探讨交流电机变频调速的控制策略。 进入90年代,随着高性能单片机和数字信号处理的使用,国内学者紧跟国外最新控制策略,针对交流电机感应特点,采用高次谐波注入SPWM和空间磁通矢量PWM等方法,控制算法采用模糊控制,神经网络理论对感应电机转子电阻、磁链和转矩进行在线观测,在实现无速度传感器交流变频调速系统的研究上作了有益的基础研究。在新型电力电子器件应用方面,由于GTR,GTO,IGBT,IPM等全控制器件的使用,使得中小功率的变流主电路大大简化,大功率SCR,GTO,IG-BT,IGCT等器件的并联、串联技术应用,使高电压、大电流变频器产品的生产及应用成为现实。在控制器件方面,实现了从16位单片机到32位DSP的应用。国内学者一直致力于变频调速新型控制策略的研究,但由于半导体功率器件和DSP等器件依赖进口,使得变频器的制造成本较高,无法形成产业化,与国外的知名品牌相抗衡。国内几乎所有的产品都是普通的V/f控制,仅有少量的样机采用矢量控制,品种与质量还不能满足市场需要,每年需大量进口高性能的变频器。 因此,国内交流变频调速技术产业状况表现如下:(1)变频器控制策略的基础研究与国外差距不大。(2)变频器的整机技术落后,国内虽有很多单位投入了一定的人力、物力,但由于力量分散,并没形成一定的技术和生产规模。(3)变频器产品所用半导体功率器件的制造业几乎是空白。(4)相关配套产业及行业落后。(5)产销量少,可靠性及工艺水平不高。 2.变频调速技术未来发展的方向 变频调速技术主要向着两个方向发展:一是实现高功率因数、高效率、无谐波干扰,研制具有良好电磁兼容性能的“绿色电器”;二是向变频器应用的深度和广度发展。随着变流器应用领域深度和广度的不断开拓,变频调速技术将越来越清楚地展示它在一个国家国民经济中的重要性。可以预料,现代控制理论和人工智能技术在变频调速技术的应用和推广,将赋予它更强的生命力和更高的技术含量。其发展方向具有如下几项:(1)实现高水平的控制;(2)开发清洁电能的变流器;(3)缩小装置的尺寸;(4)高速度的数字控制;(5)模拟与计算机辅助设计(CAD)技术。论文检测。 3变频调速技术的应用 纵观我国变频调速技术的应用,总的说来走的是一个由试验到实用,由零星到大范围,由辅助系统到生产装置,由单纯考虑节能到全面改善工艺水平,由手动控制到自动控制,由低压中小容量到高压大容量,一句话,由低级到高级的过程。论文检测。我国是一个能耗大国,60%的发电量被电动机消耗掉,据有关资料统计,我国大约有风机、水泵、空气压缩机4200万台,装机容量约1.1亿万千瓦,然而实际工作效率只有40%-60%,损耗电能占总发电量的40%,已有 经验 表明,应用变频调速技术,节电率一般可达10%-30%,有的甚至高达40%,节能潜力巨大。 有关资料表明,我国火力发电厂有八种泵与风机配套电动机的总容量为12829MW,年总用电量为450。2亿千瓦小时。还有总容量约为3913MW的泵与风机需要进行节能改造,完成改造后,估计年节电量可达25。论文检测。69亿千瓦小时;冶金企业也是我国的能耗大户,单位产品能耗高出日本3倍,法国4。9倍,印度1。9倍,冶金企业使用的风机泵类非常多,实施变频改造,不仅可以大幅度节约电能,还可改善产品质量。 参考文献 [1]何庆华,陈道兵. 变频器常见故障的处理及日常维护[J]. 变频器世界, 2009, (04) . [2]龙卓珉,罗雪莲. 矩阵式变频调速系统抗干扰设计[J]. 变频器世界, 2009, (04) . 猜你喜欢: 1. 电气类科技论文 2. 电子应用技术论文 3. 电气控制与plc应用技术论文 4. 变频器应用技术论文 5. 变电运行技术论文 6. 光伏应用技术论文

材料学是研究材料组成、结构、工艺、性质和使用效能之间的相互关系的学科,为材料设计、制造、工艺优化和合理使用提供科学依据。下文是我为大家蒐集整理的的内容,欢迎大家阅读参考!

浅析奈米二氧化矽改性环氧树脂复合材料的效能

随着资讯产业的飞速发展, 人类社会正稳步朝着高度资讯化的方向发展,资讯处理与资讯通讯正构成高度资讯化科学技术领域发展中的两大技术支柱.以高速计算机、示波器、IC测试仪器为主体的资讯处理技术追求资讯处理的高速化、容量的增大化和体积的小型化;以手机、卫星通讯及蓝芽技术等为代表的资讯通讯技术追求多通道数、高效能化和多功能化,使得使用频率不断提高,进入高频甚至超高频领域.在高频电路中,由于基板介电常数越低,讯号传播得越快;基板的介电常数越小,损耗因数越小,讯号传播的衰减越小,因此,要实现高速传输、低能量损耗与小的传输延时,则对基板材料提出了更高的要求,即要求基板材料为低ε、低tanδ.

此外,高的耐热性,低的吸水性和高的尺寸稳定性也是高频电路对基板材料的基本要求.传统的基板材料***FR4***所用的基体树脂主要为环氧树脂,因其成本低、工艺成熟而在印刷电路板中大量使用;但作为高频电路基板材料,却暴露出介电效能低劣、耐热性不佳、热膨胀率偏高、耐溼性差等缺陷.因此开发适合高频电路基板材料用的树脂体系是印刷电路板行业目前研究的一个重要方向,而对EP进行改性并借助EP较为成熟的生产和加工工艺研究、开发和制备新型的树脂体系,是制备高效能电路基板的一条非常经济有效的途径[3-5] .

研究表明,无机奈米粒子弥散分布的树脂基体材料,由于奈米粒子具有的表面特性和晶体结构使基体材料显示出一系列优异的效能,其中奈米SiO2 改性树脂基体具有很多优异的效能[8-10],但奈米SiO2表面存在大量的羟基使其表现为亲水性、易团聚,贮存稳定性差等缺点.因此奈米颗粒在树脂中的均匀分散是制备高效能奈米颗粒弥散分布有机树脂的一个重要环节.

本文采用矽烷偶联剂KH570改性奈米SiO2粉体,通过共混法制备了高效能SiO2EP树脂复合材料,并对其微观结构、热稳定性和介电效能进行研究.

1、实验部分

1.1原料

奈米SiO2质量分数≥99.5%,粒径15 nm,杭州万景新材料有限公司;苯***A.R.***、二甲苯***A.R.***、无水乙醇、H2O2 ***30 %,A.R.***,γ2***甲基丙烯酰氧***丙基三甲氧基矽烷***A.R. KH570***、环氧树脂***E44,6101******湖南三雄化工厂***、固化剂聚酰亚胺***低分子650******湖南三雄化工厂***.

1.2SiO2改性环氧树脂复合材料的制备

参考文献[11],采用 γ2***甲基丙烯酰氧***丙基三甲氧基矽烷***KH570***对奈米SiO2进行表面改性处理得到亲油性奈米SiO2粉体.

SiO2改性环氧树脂复合材料的制备工艺如下***以2% SiO2EP为例***:取2 g亲油性SiO2粉体,超声分散于80 mL二甲苯中,然后加入49 g环氧树脂,搅拌均匀后再加入49 g的聚酰胺固化剂,超声分散搅拌均匀,最后将混合体系倾入铝制模具中,放置于烘箱中先于120 ℃预固化2 h,再升温至150 ℃固化3 h,最后于180 ℃固化1 h得最终试样. 为对比不同试样的效能,采用相同工艺制备了未新增奈米SiO2的EP.不同组成的试样编号如表1所示.

1.3效能测试

采用傅立叶变换红外光谱***FTIR,Avatar360,Nicolet***研究改性奈米SiO2前后,不同试样中化学键的变化,判断可能发生的反应.操作条件:采用KBr压片法制样,测量的波长范围为***4 000~400*** cm-1.

采用扫描电子显微镜***SEM,JSM6700F,Jeol***表征微观形貌,观察奈米颗粒在复合材料中的分散情况.

用STA449C综合热分析仪研究试样的热稳定性.操作条件:样品质量为25~35 mg,Ar流量为50 mL?min-1,升温速率为10 ℃?min-1,温度变化范围为***0~800*** ℃.

介电常数是指介质在外加电场时会产生感应电荷而削弱电场,在相同的原电场中某一介质中的电容率与真空中的电容率的比值. 介电损耗是电介质在交变电场中,由于消耗部分电能而使电介质本身发热的现象.SiO2改性环氧树脂复合材料的介电常数和介电损耗采用美国安捷伦公司生产的Agilent 4991A高频阻抗分析仪测试,测试频率为1 M~1 G,测试夹具为美国安捷伦公司生产的Agilent16453A介电效能测试夹具.

2、结果与讨论

2.1FTIR分析

图1为3种试样的红外图谱.对改性奈米SiO2而言,位于1 103 cm-1左右的一个宽强峰及812 cm-1附近的一个尖峰属于Si-O-Si键的对称振动峰***νSi-O-Si*** .波数为1 395 cm- 1 的吸收峰属于νSiO-H的伸缩振动峰;波数为1 637 cm-1 处的吸收峰属于νC = C 的伸缩振动峰,波数为1 606 cm-1 处的吸收峰归属于νC-C的收缩振动峰,这两种化学键均来自于矽烷偶联剂KH570,从这几个吸收峰来看,矽烷偶联剂已经成功地连线在SiO2表面[11-12].同时由于改性奈米SiO2中仍存在Si-OH键振动峰,表明偶联剂在奈米SiO2表面的反应进行得并不完全,偶联剂用量对SiO2改性效果的影响有待进一步研究.

由于聚酰亚胺固化EP材料的官能团较多,本文重点分析新增改性SiO2后,相应官能团的变化.对比新增改性奈米SiO2前后EP的红外吸收,可知奈米SiO2在1 395 cm- 1处的峰消失,同时EP材料中出现于1 628 cm-1处的δCO-H和1 405 cm-1处的δN-H的强度降低甚至消失,表明矽烷偶联剂和改性奈米SiO2与EP树脂材料发生了化学反应,导致δCO-H和δN-H吸收峰强度降低或者消失.

波数/cm-1

2.2奈米SiO2新增量对EP热稳定效能的影响

图2为不同样品在Ar气氛下的热重***TG***曲线和微分热重***DTG***曲线.从图2***a***所示TG曲线可以看出,不同组成的试样在Ar气氛中的热失重过程相似,在300~500 ℃,在相同的温度下,随SiO2含量的增加,失重率显著升高;而当失重率相同时,随SiO2含量的增加,复合树脂对应的温度升高,表明其热稳定性增加.表2给出了不同试样一定失重率对应的温度.

从图2***b***所示DTG曲线可以看出,0#试样有两个峰值,这表明EP基体的分解可大致分为两个步骤,这两个失重峰对应的分别是环氧树脂基体的热分解和裂解残碳的氧化[13-14].随着新增量的增加,第一个峰值逐渐变平缓直到最后消失,而失重速率最大时对应的峰值温度***见表2***则逐渐升高,这也表明随新增量的增加,偶联剂的官能团和改性奈米SiO2表面残留的Si-OH与基体树脂的官能团发生了化学反应,从而提高了树脂基体的“牢固度”[15].新增量越多,“牢固度”增加的程度越大,从而导致基体材料的热稳定性逐渐提高.

由于环氧树脂及其固化剂含有较多的氧,因此尽管在惰性气氛中进行热分解研究,但其裂解后的残炭量几乎完全消失,残余质量与新增在其中的SiO2量相一致[14].

2.3奈米SiO2新增量对EP微观形貌的影响

图3为新增不同奈米SiO2颗粒的SiO2/EP复合材料的微观形貌图谱.从图3***a***中可以看出,未新增SiO2的试样断面较为粗糙;从图3***b***~***e***可以看出,随SiO2新增量的增加,其在EP中的分布由分散均匀,团聚少***图3***b*** 和3***c******,逐步改为团聚明显,分散均匀性差***图3***d*** 和3***e******.当新增量为4%时,奈米SiO2均匀地分散在EP基体中,粒径约为30 nm,对比原始SiO2尺寸,奈米颗粒还存在微弱的团聚现象.随新增量的增加,奈米SiO2团聚现象明显增加,当新增量增加到16%时,奈米颗粒出现严重的团聚现象,这将影响其介电效能.这种团聚一方面是由于奈米颗粒有很高的比表面积,同时由于偶联剂与奈米SiO2颗粒表面Si-OH反应得并不完全,导致奈米颗粒表面仍存在Si-OH,这些官能团彼此之间可以发生缩合反应导致颗粒团聚.

2.4奈米SiO2新增量对EP基体介电效能的影响

2.4.1奈米SiO2新增量对EP介电常数的影响

图4为不同试样的介电常数与测试频率的关系曲线图.从图4可以看出,5组试样的介电常数均随着频率的升高呈下降趋势.同时随着奈米SiO2新增量的增加,试样的介电常数呈先降低后升高的趋势.当新增量为4%时,试样的介电常数具有最低值.

log***f/Hz***

析认为,当奈米SiO2的新增量小于4%时,奈米SiO2新增到树脂基体后,形成了“ 核壳过渡层”结构,以“核”作为交联点使得复合材料的交联度提高,其极性基团取向活动变得困难, 因而复合材料的介电常数下降.而当奈米SiO2的新增量大于4%时,奈米SiO2本身介电效能较高的影响超过了其对树脂基体极性基团的“束缚”作用而产生了介电效能降低效应,这就导致复合材料介电常数的增加.

2.4.2奈米SiO2新增量对EP介电损耗的影响

图5为5种试样的介电损耗随频率的变化曲线.从图5可以看出,试样的介电损耗均随测试频率的增加先升高后降低;随着奈米SiO2加入量的增多呈现先降低后升高的趋势.同一测试频率下,当奈米SiO2的新增量为4%时,材料的介电损耗最低;当奈米SiO2的新增量为6%时,材料的介电损耗开始增加;当奈米SiO2的新增量为16%时,材料的介电损耗接近纯EP试样的介电损耗.

分析认为,复合材料的介电损耗取决于环氧树脂极性基团的松弛损耗和极性杂质电导损耗的共同作用.加入奈米SiO2后,一方面改性奈米SiO2表面的官能团可以与聚酰亚胺固化EP中的官能团反应,束缚了树脂基体中极性基团的运动,从而降低了松弛损耗;另一方面,改性后的奈米颗粒表面不可避免地存在一些极性基团,这些基团同时增加了电导损耗,复合材料的介电损耗正是这二者共同作用的结果.当奈米SiO2的新增量小于6%时,试样的松弛损耗的降低效果高于电导损耗的增加效果,所以试样的介电损耗均比纯EP的小.而当奈米SiO2的新增量为16%时,奈米SiO2出现明显的团聚现象,这就导致松弛损耗的效果迅速降低,从而导致试样总体的介电损耗接近纯EP试样.

3、结论

利用矽烷偶联剂对奈米SiO2进行表面改性,通过共混法制备了不同奈米SiO2含量的SiO2/EP奈米复合材料,研究了SiO2的新增对复合材料微观结构、耐热性和介电效能的影响.结论如下:

1 *** 当奈米SiO2含量在0~16%时,随着奈米SiO2含量的增加,SiO2/EP奈米复合材料的热稳定性逐渐升高.

2*** SiO2/EP奈米复合材料的介电效能随着测试频率的升高呈下降趋势.同一测试频率下,随着奈米SiO2新增量的增加,试样的介电常数呈先降低后升高趋势.

3***当奈米SiO2含量为4%时,复合材料的综合性能最优.其耐热性较好,介电效能最优***频率为1 GHz时,介电常数为2.86,介电损耗为0.023 53***.

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石墨及其磁化性能研究论文下载

在材料学科上,要求学生掌握坚实宽广的基础理论和系统深入的专门知识,了解材料科学的发展前沿。下文是我为大家搜集整理的有关材料学的论文范文的内容,欢迎大家阅读参考!

论高电化学性能聚苯胺纳米纤维/石墨烯复合材料的合成

石墨烯是一种二维单原子层碳原子SP2杂化形成的新型碳材料,因其非凡的导电性和导热性、极好的机械强度、较大的比表面积等特性,引起了国内外研究者极大的关注.石墨烯已经被探索应用在电子和能源储存器件、传感器、透明导电电极、超分子组装以及纳米复合物[8]等领域中.而rGO因易聚集或堆叠而导致电容量较低(101 F/g)[9],这限制了其在超级电容器电极材料领域的应用.

另一方面,PANI作为典型的导电高分子之一,由于合成容易,环境稳定性好和导电性能可调等特性备受关注.具有纳米结构的导电材料,由于纳米效应不但能提高材料固有性能,并开创新的应用领域.PANI纳米结构的合成取得了许多的成果.PANI作为超级电容器电极材料因具有高的赝电容,其电容量甚至可高达3 407 F/g[10];然而,当经过多次充放电时PANI链因多次膨胀和收缩而降解导致其电容损失较大.碳材料具有高的导电性能和稳定的电化学性能,为了提高碳材料的电化学电容和PANI电化学性能的稳定性,人们把纳米结构的PANI与碳材料复合以期获得电容较高且稳定的超级电容器电极材料[11].

作为新型碳材料的石墨烯和PANI的复合引起了极大的关注[12].但是用Hummers法合成的GO直接与PANI复合构建PANI/GO复合电极因导电率低而必须还原GO,化学还原剂的加入虽然还原了部分GO而提高了导电性能,但也在一定程度上钝化了PANI [13],另外排除还原剂又对环境造成一定程度的污染.因而开拓一条简单且环境友好的制备PANI/rGO复合材料作为超级电容器的电极路线仍然是一个难题.

基于以上分析,首先使PANI和GO相互分散和组装,借助水热反应这一绿色环境友好的还原方法制备PANI/rGO复合材料,以期获得高性能的超级电容器电极材料.

1实验部分

1.1原材料

苯胺(AR, 国药集团),经减压蒸馏后使用;氧化石墨烯(自制);过硫酸铵(APS, AR, 湖南汇虹试剂);草酸(OX, AR, 天津市永大化学试剂);十六烷基三甲基溴化铵(CTAB, AR, 天津市光复精细化工研究所).

1.2PANIF的制备

PANIF的制备按我们先前提出的方法 [14],制备过程如下:把250 mL去离子水加入三口烧瓶后,依次加入1.82 g CTAB,0.63 g 草酸以及0.9 mL苯胺,在12 ℃水浴上搅拌8 h;随后,往上述溶液中一次性加入20 mL含苯胺等量的过硫酸铵水溶液,同样条件下使反应保持7 h.所制备的样品用大量去离子水洗涤至滤液为中性,随后30 ℃真空干燥24 h. 1.3GO的制备

采用Hummers法制备GO,具体过程如下:向干燥的2 000 mL三口烧瓶(冰水浴)中加入10 g天然鳞片石墨(325目),加入5 g硝酸钠固体,搅拌下加入220 mL浓硫酸,10 min后边搅拌边加入30 g高锰酸钾,在冰水浴下搅拌120 min,再将三口烧瓶移至35 ℃水浴中搅拌180 min,然后向瓶中滴加460 mL去离子水,同时将水浴温度升至95 ℃,保持95 ℃搅拌60 min,再向瓶中快速滴加720 mL去离子水,10 min后加入80 mL双氧水,过10 min后趁热抽滤.将抽干的滤饼转移到烧杯中,加大约800 mL热水及200 mL浓盐酸,趁热抽滤,随后用大量去离子水洗涤直至中性.所得产品边搅拌边超声12 h后5 000 r/min下离心10 min,得氧化石墨烯溶液.

1.4PANIF/rGO复合材料制备

按照一定比例将含一定量的PANIF液与一定量的6.8 mg/mL 的GO溶液混合,使混合液总体积为30 mL, GO在混合液中的最终浓度为0.5 mg/ mL,磁力搅拌10 min后,将混合液转移到含50 mL聚四氟乙烯内衬的反应釜中进行水热反应,在180 ℃保温3 h;待反应釜自然冷却至室温后取出,用去离子水洗涤产物直至洗液无色后,于60 ℃真空干燥24 h,待用.按照上述步骤制备的PANIF与GO的质量比分别为5,10以及15,相应命名为PAGO5,PAGO10和PAGO15,对应的PANIF质量为75 mg,150 mg和225 mg.

1.5仪器与表征

用日本日立公司S4800场发射扫描电镜(SEM)分析样品的形貌;样品经与KBr混合压片后,用Nicolet 5700傅立叶红外光谱仪进行红外分析;用德国Siemens公司Xray衍射仪进行XRD分析;电化学性能测试使用上海辰华CHI660c电化学工作站.

电极制备和电化学性能测试:将活性物质(PANIF或PANIF/rGO)、乙炔黑以及PTFE按照质量比85∶10∶5混合形成乳液,将其均匀地涂在不锈钢集流体上,在10 MPa压力下压片,之后烘干得工作电极.在电化学性能测试过程中,使用饱和甘汞电极(SCE)作为参比电极,铂片(Pt)作为对电极,在三电极测试体系中使用1 M H2SO4作为电解液进行电化学测试,电势窗为-0.2~0.8V.

比电容计算依据充放电曲线,按式(1)[15]计算:

Cs=iΔtΔVm.(1)

式中:i代表电流,A;Δt代表放电时间,s;ΔV代表电势窗,V;m代表活性物质质量,g.

2结果与讨论

2.1形貌表征

图1为PANIF和PAGO10形貌的SEM图.低倍的SEM(图1(a))显示所制备PANIF为大面积的纳米纤维网络;高倍的图1(b)清晰地显现该3D纳米纤维网络结构含许多交联点.PANIF和PAGO10混合液经过水热反应后,从低倍的SEM(图1(c))可以看出,PAGO10复合物具有交联孔状结构;提高观察倍数(图1(d)和图1(e))后可以发现样品中rGO 与PANIF共存;而高倍的图1(d)清晰地显示出了rGO与PANIF紧密结合,且合成的褶皱rGO因层数较少而能观察到其遮盖的PANIF.从图1可知:成功合成了大面积的PANIF以及互相均匀分散的PANIF/rGO复合材料.

2.2FTIR分析

图2为PANIF,GO以及PAGO10 3种样品的FTIR图.图2中a曲线在1 581 cm-1,1 500 cm-1,1 305 cm-1,1 144 cm-1,829 cm-1等波数处展现的尖锐峰为PANI的特征峰,它们分别对应醌式结构中C=C双键伸缩振动、苯环中C=C双键伸缩振动、C-N伸缩振动峰、共轭芳环C=N伸缩振动、对位二取代苯的C-H面外弯曲振动.图2中b曲线为GO的红外谱图,在3 390 cm-1, 1 700 cm-1的峰分别对应-COOH中的O-H,C=O键振动,1 550~1 050 cm-1范围内的吸收峰代表COH/ COC中的C-O振动[16],可以看出,GO中存在大量的含氧官能团.图2中c曲线为PAGO10复合物红外吸收谱图,与GO,PANIF谱图比较, 可以发现PAGO10中的GO特征峰不太明显而PANI的特征峰全部出现,这个结果归结于GO含量少以及GO经水热反应后形成了rGO,另外也表明水热反应对PANI品质无大的影响.

2.4电化学性能分析

图4为样品的CV曲线,其中图4(a)为不同样品在1 mV/s扫描速率下的CV图,可以看出,4个样品均出现明显的氧化还原峰,这归因于PANI掺杂/脱掺杂转变,表明PANIF以及复合物显示出优良的法拉第赝电容特性.图4(b)为PAGO10在不同扫描速率下的CV曲线,由图可知PAGO10电极的比电容随着扫描速率减小而稳步增加,在扫描速率为1 mV/s时,PAGO10电极的比电容为521.2 F/g.

图5为PANI,PAGO5,PAGO10和PAGO15的充放电曲线以及交流阻抗图.图5(a)为电流密度为1 A/g时样品的放电曲线图,由图可知:4种样品均有明显的氧化还原平台,这与前述CV分析中的结果相吻合.根据充放电曲线,借助式(1),计算了4种样品在不同电流密度下的比电容,结果如图5(b)所示,很明显,相同电流密度下PAGO10比电容最大,当电流密度为1 A/g时,其比电容为517 F/g,这个结果表明PAGO10的电化学性能明显优于PANI/石墨烯微球和3D PANI/石墨烯有序纳米材料(电流密度为0.5 A/g时,比电容分别为 261和495 F/g)[18-19], 而PANIF比电容最小,仅为378 F/g;且在10 A/g电流密度下PAGO10的比电容仍保持在356 F/g 左右,这表明PAGO10电极具有优异的倍率性能.该复合材料比电容以及倍率性能得到极大提高源于rGO与PANIF两组分间的协同效应.在充放电过程中连接在PANIF间的rGO为电子转移提供了高导电路径;同时,紧密连接在rGO上的PANIF有效阻止水热还原过程中石墨烯的团聚,增加了电极/电解质接触面积,从而提高了PANIF的利用率而使得容量增加. 为了更清晰地了解所制备材料的电子转移特点以及离子扩散路径,对样品进行了交流阻抗测试,图5(c)为4个样品的Nyquist图.从图5(c)可知:在高频区、低频区均分别具有阻抗弧半圆、频响直线.在高频区,电荷转移电阻Rct大小顺序为RPAGO5

值说明rGO的加入提高了电极材料的导电性.在低频区,直线形状反映了样品电化学过程均受扩散控制,并且PAGO5所展现的直线斜率最大,说明其电容行为最接近理想电容,即频响特性最好,这也是源于rGO的加入提高了材料导电性以及复合物的独特微观结构.

氧化还原反应的发生,导致PANIF具有十分高的赝电容,但由于在大电流充放电过程中高分子链重复膨胀和收缩,导致其循环稳定性差而限制了其实际应用.为此,对ANIF和PAGO10进行循环稳定性分析.图6显示,PAGO10在5 A/g电流密度下经过1 000次充放电后,电容保持率为77%,而不含rGO的PANIF电极在2 A/g电流密度下充放电1 000次电容保持率仅为54.3%,这个结果表明PANIF循环稳定性较差;另外,rGO的加入形成的PANIF/rGO紧密的连接,降低了PANI链在充放电过程中的膨胀与收缩,使得链段不容易脱落或者断裂,从而PAGO10具有出色的循环稳定性.

3结论

采用自组装的方法,经水热反应,制备了PANIF/rGO复合电极材料.研究发现,rGO与PANIF紧密连接;而且,当PANIF与GO质量比为10∶1时,复合材料展现了最佳的电化学性能,当电流密度为1和10 A/g时,其比电容分别为517, 356 F/g.从上可知:合成的PAGO10具有高的比电容、较好的倍率性能和稳定性能,从而有望作为超级电容器电极材料在实践中应用.

浅谈水泥窑用新型环保耐火材料的研制及应用

1 概述

随着新型干法水泥生产技术在我国的迅速普及,我国水泥工业得到飞速发展,2012年,水泥总产量达21.8亿吨,占世界总产量55%左右。在20世纪六、七十年代,镁铬质耐火材料因具有良好的挂窑皮和抗水泥熟料的化学侵蚀性能,而被广泛应用于新型干法水泥窑的烧成带[1],并取得了良好的使用效果,但由于镁铬砖在使用过程中砖内的Cr2O3组分与窑气、窑料中的碱、硫等相结合,形成有毒的Cr6+化合物[2]。再加上原燃料中所带入的硫,碱与硫共存时形成另一种水溶性Cr6+有毒性致癌物质:R2(Cr,S)O4。水泥窑在正常运转中,其窑衬中镁铬砖内的一部分Cr6+化合物随着窑气和粉尘外逸,飘落在厂区及周边环境中,造成厂区大气的污染; 另一部分则残留在拆下的废砖中,废弃的残砖一遇到水就会造成地下水的污染;更直接的危害是在水泥窑折砖和检修作业时,窑气和碎砖粉尘中的Cr+6会给现场人员造成毒害,据有关专家论证,Cr6+腐蚀皮肤,使人易患上大骨病,进而致癌。因此,镁铬质耐火材料作为水泥窑内衬会对环境和人类造成长期污染和公害。

发达工业国家在水源、环境和卫生方面有着一系列配套的规范,其中德国对水泥厂预防“铬公害”的规定最普遍,执行也是最严格的,具体内容如表1所示:

我国于1988年4月颁布国家标准GB3838-88,对地面水中Cr6+含量进行明确规定,如表2所示:

这就使得水泥企业在使用镁铬砖做水泥窑内衬投入的环保费用加大,特别是用过镁铬残砖处理费用非常昂贵,因此,水泥窑用耐火材料无铬化是必然的发展趋势。

2 水泥窑烧成带新型环保耐火材料的研制

2.1 研制思路

目前,用于水泥回转窑烧成带的无铬环保耐火材料主要有镁白云石砖和镁铝尖晶石砖。镁白云石砖对水泥熟料具有良好的化学相容性和优良的挂窑皮性,但是抗热震性差,抗水化性差;镁铝尖晶石砖具有良好的抗热震性和抗侵蚀性,但是挂窑皮性差[3,4]。镁砖中引入铁铝尖晶石制成的第二代新型环保耐火材料―新型环保耐火材料,结构韧性好,抗碱盐及水泥熟料侵蚀能力强,具有良好的挂窑皮性能,在烧成带能有效延长使用寿命,是目前适合我国国情的新一代水泥窑烧成带用无铬耐火材料。但该产品的关键是铁铝尖晶石原料的合成、加入量、加入方式及有关工艺条件对制品性能的影响。

2.2 试验与研究

2.2.1 铁铝尖晶石的合成。铁铝尖晶石是一种自然界少有的矿物,化学分子式为FeAl2O4,其中含58.66%A12O3和41.34%FeO。铁铝尖晶石为立方体结构,二价阳离子占据四面体位置,三价阳离子填充在由氧离子构成的面心立方中。其理论密度为4.39g/cm3,莫氏硬度为7.5。要形成铁铝尖晶石,必须保证氧化亚铁(FeO或FeOn)是处于其稳定存在的条件下。只有在FeO能稳定存在的区域内,才能保证与Al2O3形成的化合物是FeO? Al2O3尖晶石,而在FeO稳定存在的区域以外的条件下,铁的氧化物与Al2O3作用得到的产物很难说是FeO?Al2O3尖晶石,而可能是含有大量或主要是Fe2O3-Al2O3的固溶体[5]。FeOn- Al2O3的系相图如图1所示:

为了得到高质量的合成铁铝尖晶石,我们特聘请了欧洲知名耐材专家进行专业技术指导,经过大量试验,掌握了烧结合成铁铝尖晶石的关键技术,为生产达到国际水平的新型环保耐火材料打下了良好的基础。在生产中把FeO与Al2O3按一定比例混合均匀后压制成荒坯,在保证“FeO”稳定存在的气氛下,经高温烧成,制得FeO? Al2O3尖晶石含量为97%以上的烧结铁铝尖晶石。产品衍射如图2所示:

2.2.2 原料与制品的性能 ①原料的选择。根据我们的生产经验,结合水泥窑烧成带对耐火材料的要求,我们选用优质镁砂、合成尖晶石为原料,并加入特殊添加剂来强化制品的性能,研制生产出第二代无铬镁尖晶石砖―新型环保耐火材料。所用原料理化指标如表3所示。②制品的性能。将原料破碎成所需的粒度,采用四级配料,经强力混碾、高压成型、高温烧成。产品的显微结构见图3,产品理化指标与国外同类产品对比情况如表4所示。

2.2.3 铁铝尖晶石对制品性能的影响 ①铁铝尖晶石加入量对制品耐压强度的影响。从图4可以看出:随着铁铝尖晶石增加制品的耐压强度呈现出先升后降的趋势,这是由于铁铝尖晶石与镁砂互溶的结果,铁铝尖晶石的加入量在10%时,制品的强度达到最大值。②铁铝尖晶石加入形式对制品抗热震性能的影响。从实验结果表5可以看出:以颗粒形式加入铁铝尖晶石制品的抗热震性比以细粉形式加入铁铝尖晶石制品相对较好。

2.3 产品的性能

2.3.1 结构韧性好、热震稳定性优良。新型环保耐火材料在烧成及使用过程中Fe2+离子扩散进入周边的氧化镁基质中,同时部分Mg2+离子扩散进入铁铝尖晶石颗粒,与铁铝尖晶石分解残留的氧化铝反应生成镁铝尖晶石,这一活化效应使制品在烧成或使用过程中,内部形成大量的微裂纹,重要的是铁铝尖晶石的分解过程、Fe2+离子和Mg2+离子的相互扩散在高温下持续进行,使得MgO-FeAl2O4耐

火材料在整个高温使用过程中,可以形成大量的微裂纹,这些微裂纹的存在有利于缓冲热应力、提高制品的结构柔韧性和热震稳定性。

2.3.2 强度高。从制品显微结构可以看出:制品内部铁铝尖晶石与高纯镁砂互溶,结构非常均匀致密,晶粒发育良好,颗粒与基质间通过晶间尖晶石相连接,结合良好,明显的提高了砖的密度和高温强度。

2.3.3 具有良好的粘挂窑皮性能。在使用过程中,制品中的Fe2O3与Al2O3都易与水泥熟料中的CaO反应生成C2F、C4AF等低熔点矿物,该矿物具有一定的粘度,可牢固粘附在新型环保耐火材料的热面,形成稳定的窑皮。我们把新型环保耐火材料和直接结合镁铬砖分别制成40mm×40mm×60mm样块,用90%水泥生料+5%煤粉+5%K2SO4,压制成Φ30×10mm圆饼,把圆饼放在两个样块中间,放入电炉内加热,温度升到1500℃,保温3小时,冷却后测其抗折强度,二者基本相同。由此可见,新型环保耐火材料粘挂窑皮性能优良。

2.4 产品的应用

新型环保耐火材料自2012年研制成功投放市场以来,通过河北鹿泉曲寨水泥公司、宁夏瀛海天琛水泥公司、内蒙古哈达图水泥公司、陕西尧柏水泥集团、北方水泥集团、河南锦荣水泥公司、新疆天基水泥公司、安阳湖波水泥公司等二十多家大型水泥企业2500t/d、5000t/d、6500t/d水泥窑烧成带应用,寿命周期均达到12个月以上,受到用户认可。

3 结论

关于专题型论文摘要怎么写,欢迎阅读浏览。

论文摘要是对整篇论文的简单总结,那么专题论文摘要应该怎么写呢?敬业论文论文写作给大家整理了一份专题论文摘要写作的文章,提供一些论文写作方面的参考,欢迎查看。

一、结构格式及示例

一般地说,摘要的内容包括研究目的、对象、方法、结果、结论和应用范围等,但具体的结构格式应根据论文的类型及其具体内容进行选择确定,灵活运用,不能套用一种固定不变的模式。

1.研究报告型专题论文

针对研究领域中某学科、专题、问题等的研究报告型专题论文,在科技期刊所刊载的文章中占有绝对的数量优势,是科技期刊的主要组成部分。这类论文摘要的结构格式应为:某学科(或专题、问题等)的研究结果表明(或证明了)什么(即论文的结论),是采用什么方法进行研究的,得到了哪些与他人不同的具体的研究成果。研究报告型专题论文的摘要如例1.

例1

题名:护理期刊论文出版时滞的探讨

摘要:为了解护理期刊论文出版时滞,采用宋忠生提出的期刊出版时滞计算方法,对5种护理期刊1998年发表的2030篇论文出版时滞进行了统计和分析。结果显示:护理期刊论文发表周期最长931(31个月),最短6d;年均均散度最长13.63个月,最短5.16个月。时滞最长的是《中华护理杂志》,其次为《山西护理杂志》,最短的是《实用护理杂志》。《中华护理杂志》时滞长的原因是知名度高、来稿多、采用量大于载文量、退修量大、刊文量低。建议建立审稿专家库,选择适当的审稿人、缩短审核时间,增加刊期或页码,缩小字号增加出刊率,对不用稿件尽快退稿以利于稿件的分流、培养作者群。

2.综述型专题论文

在综合分析和评价已发表过的资料的基础上,提出该涉及专题在特定时期内发展演变的规律和趋势的综述型专题论文,其摘要的结构格式及写作内容应为:某学科(或某专题、某领域)的综述结果表明了什么,其过去、现在的发展状况及其动态情况,还存在什么问题尚待解决,建议今后的研究方向。综述型专题论文的摘要如例2.

例2

题名:文献计量学应用于医学信息研究

摘要:总结和回顾了文献计量学在我国医学信息领域应用以来的研究概况和主要成果,分析了过去研究中存在的问题,对今后的发展提出了建议。

3.论证型专题论文

对基础性和应用技术性学科命题进行描述和讨论的论证型专题论文来说,其摘要的结构格式应为:某命题(如公理、定理、定律、原理、原则、假说、方案等)的论证结果解决了(或支持、表明、说明了)什么问题(或假说、命题等),该命题适用于哪些范围,使用的条件是什么等等。论证型专题论文的摘要如例3.

例3

题名:BOD5与COD相关机理的探讨

摘要:根据生化理论,探讨了BOD5与COD的相关机理,并推导出反映两者相互关系的数学模型。该模型表明BOD5与COD呈线性相关。文中还推导出可以作为评价废水可生化性的基本公式。根据苏州河实测资料建立了不同断面的一系列BOD5与COD的关系式,相关系数平均为0.86;通过多条回归线的比较(即统计检验),说明回归方程组是稳定的,可用同一公式描述整条河流的BOD5与COD的关系。研究结果表明,对于一般含溶解性有机物的废水,其BOD5与COD之间存在良好的相关性。

4.发现、发明型专题论文

叙述科技领域某一发现或发明的专题论文,其摘要的结构格式及其写作内容应为:某事物的发现或发明表明了什么,以及其现象、本质、特征及运动规律,或者其性能、特点、原理及应用条件、范围、前景等等。发现、发明型专题论文的摘要如例4.

例4

题名:科举制对西方考试制度影响新探

摘要:在以往中外学者研究的基础上,介绍新发现的近50种1870年以前记载有关中国科举的西方文献,指出到19世纪中叶,中国的科举考试制度已为欧洲知识界普遍知晓。史料明确说明英美等国建立的文官考试制度曾受到科举制的启示和影响,科举西传说可以确立。科举制的“公平竞争、平等择优”原则是其被西方借鉴的根本原因。科举考试西传欧美是中国对世界文明进程的一大贡献。

5.计算型专题论文

讨论不同类型(包括不同边值或初值条件)数学物理方程的数值计算的计算型专题论文,往往是计算机软件开发的基础,其摘要的结构格式及写作内容应为:某式子的讨论,或某方案的分析、计算或运算的数值、原理、方法与计算收敛性、稳定性、精确度等等。计算型专题论文的摘要如例5.

例5

题名:快速收敛的可行方向算法

摘要:用算例研究了尝试法计算中初始步长选取和收敛速度的关系,进而提出了一种新的步长确定法--约束近似法,避免了人为给定初始步长的缺陷。对比计算表明,此方法还可大幅度地提高可行方向法的收敛速度。

二、规范化的论文写作要求

1.忠实于原文

摘要的内容应该是概括地、不加解释地简要陈述论文研究的目的与对象特征、观点、方法以及最后得出的结论。因此,摘要必须客观、如实地反映全文的内容,切忌空泛议论、模棱两可,或是对研究工作本身之优劣进行自我评述;不可加进原文内容以外的解释或评论,也不应与论文的引言或结论雷同。

2.用第三人称

作为一种可供阅读和检索的独立使用的文体,摘要只宜用第三人称而不用其他人称来写。有的摘要中出现了“我们”、“笔者”作主语的句子,一般讲,这会减弱摘要表述的客观性;不少摘要中还以“本文”作句子的主语,这在人称上倒是可以,但有时逻辑上讲不通。例如:

摘要:本文对铸铁的抗汽蚀性能及其关联因素进行了实验研究,认为石墨是铸铁汽蚀的破坏源……

这个句子用“本文”作主语,在逻辑上讲不通,因为“进行实验研究”和“认为…”的施动者是论文的作者,而不是“本文”.与此类似的错误写法还有“本文对……进行了调查”,“本文提出了……方法等,其中的”本文“都应删去。而”本文介绍了…“,”本文报道了…“中的”本文“作主语,从语法和逻辑上看都是对的,但是按GB6447-86的要求,”本文“亦应删去。实际上,以上的”本文“删去之后,原来的句子成了泛指句(一种无主语句),读者在阅读时若需要,可以自行补充出主语--或者是”本文“,或者是”本文作者“.

3.简洁明了

摘要是对全文核心内容的高度归纳和概括,篇幅要求较短(视摘要的类型而定,一般要求50~300字)。因此,为了使有限的篇幅能够容纳最多的信息,应开门见山、突出重点地叙述论文中定性或定量的信息。除了要求措词确切外,还应特别注意表达句子的精炼和简洁。

4.章法、文法规范

摘要应独立成章,结构紧凑,一气呵成,不分或少分段落。对众所周知的国家、机构、专用术语等尽量用简称和缩写。对第一次出现的生僻缩略语应该用括号注释。除了实在无法变通以外,一般不出现插图、表格、参考文献序号,以及数学公式和化学结构式。

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橡胶改性研究论文

是在橡胶大分子侧链引入其他新的基团,目的是增加橡胶的寿命,强度,或者韧性等等。

硫化剂的种类很多,例如醌类硫化剂,天元对苯醌二肟ty1971cn作为醌类硫化剂,对苯醌二肟是特种橡胶较理想的助硫化剂,主要为丁基胶、天然胶、丁苯胶等合成橡胶的硫化剂(特别适用于乙丙橡胶、丁基胶)还可用作分析试剂等。1、主要用于丁基橡胶,制造各种类型电线电缆的绝缘橡胶、自粘性防水绝缘胶带、水胎、气囊、防水卷材、热熔粘合剂、耐热垫圈、化工衬里等制品。对苯醌二肟在用于丁苯橡胶,可改善丁苯橡胶在受热条件下伸长率下降的倾向;用于三元乙丙橡胶,可减少硫化剂用量、缩短硫化时间、硫化均匀温度范围广、硫化程度表现明显,建成共硫体系后能增加橡胶强度,特别是热老化后的定伸强度保持率高,能提高正品率,降低成本。白色橡胶制品有轻度变色时,可用然白粉调试。2、用于航空防火器,有机单体在高温时添加本品0.05份可阻止聚合。添加10ppm可防止乙烯基醋酸盐转化为乙醛,对苯乙烯是有效的阻聚剂,丁苯橡胶和丁腈橡胶在硫化时添加本品可增强其伸长率与抗张强度,作为生产燃料的易燃粘合剂,可增加压制成块后燃料的机械强度及憎水性。本品能防止丙烯酸酯类和甲基丙烯酸酯类在蒸馏时发生聚合,贮存稳定性良好,用量一般1~2份,国外已广泛使用。

不是,就是常用,统称!硫化是胶料通过生胶分子间交联,形成三维网络结构,制备硫化胶的基本过程。不同的硫化体系适用于不同的生胶。 尽管阐述弹性体硫化的文献数量众多,但有关橡胶硫化的研究仍在深入持久地进行。研究的目的主要是改进硫化胶的力学性能及其它性能,简化及完善工艺过程,降低硫化时有害物质的释放等等。为了评估近年来的有关硫化的新的见解,首先有针对性地简述当前使用的硫化体系。 传统的硫化体系 不饱和橡胶 通常使用如下几类硫化体系。 1.以硫黄,有机二硫化物及多硫化物、噻唑类、二苯胍类,氧化锌及硬脂酸为主的硫化剂。这是最通用的硫化体系。但所制得的硫化胶的耐热氧老化性能不高。* 2.烷基酚醛树脂。 3.多卤化物(如用于聚丁二烯橡胶、丁苯橡胶及丁腈橡胶的六氯乙烷)、六氯-对二甲苯。 4.双官能试剂[如醌类、二胺类、偶氮及苯基偶氮衍生物(用于丁基橡胶及乙丙橡胶)等]。 5.双马来酰亚胺,双丙烯酸酯。两价金属的丙烯酸酯(甲基丙烯酸酯)、预聚醚丙烯酸酯。 6.用于硫化饱和橡胶的有机过氧化物。 饱和橡胶 硫化不同种类的饱和橡胶时,可使用不同的硫化体系。例如,硫化三元乙丙橡胶时,使用有机过氧化物与不饱和交联试剂,如三烯丙基异氰脲酸酯(硫化剂TAIC)。7 硫化硅橡胶时也可使用有机过氧化物。乙烯基硅橡胶硫化时可在催化剂(Pt)参与条件下进行。 在有关专著中对氟橡胶的通用硫化方法进行了阐述。 含卤原子橡胶或含功能性基团的橡胶 聚氯丁二烯橡胶、氯磺化聚乙烯及氯化丁基橡胶等是最常用的含氯橡胶。硫化氯丁橡胶通常采用ZnO与MgO的并用物,以乙撑硫脲(NA-22)、二硫化秋兰姆、二-邻-甲苯基二胍(促进剂BG)及硫黄作硫化促进剂。 硫化氯磺化聚乙烯时可使用如下硫化体系。 1.氧化铝、氧化铅和氧化镁的并用物,以及氧化镁和季戊四醇酯,以四硫化双五甲撑秋兰姆(促进剂TRA)及促进剂DM作硫化促进剂。 2.六次甲基四胺与己二酸及癸二酸盐及氧化镁。 3.有机胺与环氧化物作用的产物。以下体系可用于氯化丁基橡胶硫化: 1.氧化锌与硬脂酸、氧化镁、秋兰姆及苯并噻唑二硫化物等的并用物;2.乙烯基二硫脲与氧化锌及氧化镁的并用物。 3.多羟基甲基酚醛树脂与氧化锌的并用物。4.二烷基二硫代氨基甲酸锌。 5.羟基芳香化物(间苯二酚、氢醌等)(在室温下)。 硫化羧基橡胶时常使用金属氧化物及过氧化物、多元醇、二元胺及多胺,环氧化物、二异氰酸酯及聚异氰酸酯等。 硫化含胺基的橡胶时常用添加氧化锌的硫黄硫化体系、含卤有机物及环氧树脂等。 硫化含腈基的橡胶时常用氧化物(如MnO2、Sb2O5)硫化物(如CuS)以及添加硫黄的多胺(对于丙烯酸酯橡胶)。 在无硫化剂时,由于聚合物中具有反应能力的官能团之间发生反应。在弹性体中也有可能生成化学交联键网络。例如,在高温下,聚氯乙烯及丁腈橡胶并用胶中即有此种情况发生。 非传统硫化体系 近十年来,主要研究内容是硫化过程本身及硫化胶制品在使用过程中的生态问题以及完善硫化工艺、降低焦烧和返原倾向、推广冷硫化等等。对防止硫化剂特别是硫黄在成品中的喷霜也给予了一定的关注。通过选择适宜的硫化体系及硫化条件在改进硫化胶及制品性能方面也取得了一些成就。降低使用硫化体系时的生态危害 不饱和橡胶的硫化体系中通常都含有硫黄,故目前正在采取一系列措施,以防止硫黄在称量等过程中的飞扬,如可采用造粒工艺。 通常采用硫黄与二环戊二烯、苯乙烯及其低聚物的共聚物来消除硫黄喷霜。也有人曾建议过用硫黄与高分子树脂的并用物、硫黄在环烃油中的溶解液、含硫低聚丁二烯、硫黄与5-乙烯-双环[9.2.1]庚-2-烯及四氢化茚等的反应产物。向硫黄硫化胶中添加N-三氯甲基次磺基对氨基苯磺酸盐可减少喷霜。乙烯与α-烯烃的共聚物、α-烯烃橡胶以及乙丙橡胶可用含Cl、S或SO2基的双马来酰亚胺衍生物硫化,而不用硫黄硫化。 亚硝基胺的生态危害性是众所周知的。因此,以二胺为基础的促进剂因会生成挥发性亚硝基胺而具有危险性。危险性最小的是二苄基二硫代氨基甲酸锌及二硫化二苄基秋兰姆。次磺酰胺类以及二硫化四甲基秋兰姆及其它低烷基秋兰姆类促进剂可限量(0.4-0.5%)使用。对于轮胎胶料则常使用促进剂DZ(N,N’-二环已基-2-苯并噻唑次磺酰胺),也可采用二硫化与四苄基秋兰姆双马来酰亚胺的并用物。不含氮原子的黄原酸衍生物与少量常用促进剂的并用物不会生成亚硝基胺。以二烷基(C1-5)氧硫磷酰基三硫化物与N-三氯甲基次磺酰基苯基次磺酰胺和二硫化苯并噻唑(促进剂DM)以及二苄基二硫代氨基甲酸锌等的并用物作促进剂也不会生成亚硝基胺。使用维生素C及维生素E添加剂可降低通用硫化体系中亚硝基胺的生成量。从生态观点来看,用以1,1’-二硫代双(4-甲基哌嗪)及其它哌嗪的衍生物为主的促进剂取代胺类促进剂是适宜的,将秋兰姆和脲类并用,以及使用含2-15%多噻唑、15-50%双马来酰亚胺,15-45%次磺酰胺及20-55%硫黄的混合物均可减少亚硝基胺的生成。建议用烷基二硫代磷酸盐作为三元乙丙橡胶的硫化促进剂,此时不会生成亚硝基胺。用氨或正胺对填料与ZnO进行预处理可阻止生成亚硝基胺。往聚丁二烯导丁苯橡胶的硫黄硫化并用胶料中加入少量CaO、Ca(OH)2及Ba(OH)2也能阻止生成亚硝基胺。 改进硫化胶的工艺及使用性能 近年来,用以改进硫化胶,特别是不饱和橡胶性能的硫化体系的品种显着增加。 不饱和橡胶新型硫化剂 建议用邻苯二甲酸及偏苯三酸的Ca、Mg、Zn及其它两价金属盐来硫化羧基橡胶。含此类金属盐的胶料抗焦烧,其硫化胶的强度可达18MPa。以Fe(OH)3作促进剂用三乙醇胺可硫化丁二烯、丙烯腈及异丙氧基羰基甲基丙烯酸甲酯的共聚物。所得硫化胶用于制备耐油和耐苯的制品。 - 用多功能乙烯酯可使丁腈橡胶交联。用过氧化物硫化这些橡胶时,常用丙烯酸或二甲基丙烯酸苯酯和萘酯作共硫化剂,所得硫化胶具有耐热性及高耐磨性。常用季戊四醇四乙烯酯来降低硫化温度。 建议将以乙烯硫脲为基础的新型硫化剂用于硫化丁腈橡胶、丁基橡胶、氯丁橡胶及三元乙丙橡胶。使用低分子量的酚醛树脂硫化丁腈橡胶可生成互穿网络,从而起到增强作用。醌单肟(Na、Zn、Al)盐及对醌二肟(Na、Zn)盐可用于硫化顺丁橡胶。/常用乙烯基三甲氧基硅烷来硫化二元乙丙橡胶及三元乙丙橡胶。在过氧化酚醛低聚物存在下的过氧化物硫化可改进三元乙丙胶的高温性能及物理机械性能。也可用含过氧基的环氧齐聚物硫化三元乙丙橡胶;此时,炭黑胶料的粘度下降,硫化胶的强度性能得到改善。 烷氧端基聚硅氧烷常用于聚丙烯与三元乙丙共混胶的动态硫化,所得热塑性弹性体具有高耐热性。 新型硫化促进剂 羧基丁腈橡胶的硫化是采用硫代磷酸二硫化物与促进剂DM或N-氧化二乙烯-2-苯并噻唑次磺胺并用物。二甲苯与蒽的二硝基氧化衍生物可将硫化速率提高1-3倍,而硫化温度仅为60-80℃。(原需140-160℃)所得硫化胶可耐热氧老化。为了加速羟基丁腈橡胶的硫化,也有使用双(二异丙基)硫代磷酸三硫化物的,可制得增高网络密度的硫化胶。 使用含芳香取代基或双键的苯并咪唑衍生物不仅可以提高丁腈橡胶的耐、热氧老化性能,而且可提高强度及耐动态疲劳性能。此外还常往丁腈胶料中加入与杂环有共轭双键的苯并咪唑衍生物,从而使橡胶的强度及耐热氧老化性能提高,动态性能得到改善。往丁腈橡胶CKH-26中加入二磷或多磷酰氢化物,往丁腈橡胶CKH-18中加入有机二硫代磷酸酐可加速硫化并使硫化胶保持稳定。由六次甲基二胺与硫黄缩聚可制得用于异戊橡胶及丁二烯橡胶的新型聚合物硫化促进剂。此种硫化促进剂具有宽域的硫化平坦区,可使硫化胶的物理机械性能得到改善。异戊二烯橡胶CKH-3及丁腈橡胶CKH-26常采用烷基三乙基氨溴化物作共硫化剂,此时,CKH-26硫化胶的强度可从4.5MPa提高到6.8MPa。 建议采用以脂肪芳香酸和脂肪族酸或醇为基础的酯类和2-(2’,4’-二硝基苯基)硫代苯并噻唑新型硫化剂,其分解诱导期在160℃时为140-165min。 为了提高不饱和橡胶的硫化速率,常常添加第二促进剂,如丁醛与苯胺的缩合物等。硫化天然橡胶与丁苯橡胶的并用胶时,在使用秋兰姆的同时,还并用1-苯基-2,4-二缩二脲。可用2-(2,4-二硝基苯基)硫醇基苯并噻唑与第二促进剂硫化天然橡胶。所得硫化胶的性能与用2-苯并噻唑-N-硫代码啉硫化的相似为了提高天然橡胶的耐疲劳寿命常往该促进剂中加入酰胺基磷酸酯低聚物。在1,3-丁二烯和2-乙烯吡啶共聚物存在条件下,天然橡胶的硫化速率加快,同时,硫化胶的强度增高。丁二烯橡胶和丁腈橡胶的硫化速率也可用此种方法提高,且焦烧倾向降低。 往三元乙丙橡胶中加入水杨基亚胺铜及苯胺的衍生物可使硫化速率提高0.2-0.5倍。同时,硫化胶强度提高,耐多次形变疲劳性能及耐热性改善。 使用脂肪酸的磷酸盐化烷基酰胺可提高丁苯硫化胶的强度(1倍)。如在硫黄中加入二烷基二硫代磷酸钠及多季铵盐,则在硫化异戊橡胶时有协同效应,硫化胶强度达23.6MPa。 天然橡胶和丁苯橡胶的新型硫化剂是2-间二氮苯次磺酰胺。与一般次磷酰胺促进剂相比,它们可使硫化速率提高得更快、硫化程度更高及诱导期更长。 丁基橡胶在热水中的“冷”硫化除使用二枯基过氧化物外,还可添加醌醚。在60℃时硫化时间为9d,在95℃下则分别为12h和3h。 降低焦烧速率的新方法 近十年来,为了降低焦烧速率,使用了许多新型化合物。四苄基二硫化秋兰姆与次磺酰胺的并用物以及2-吡嗪次磺酰胺对大多数用硫黄硫化的橡胶有效。对于丁苯橡胶与丁二烯橡胶的并用胶,建议使用四甲基异丁基一硫化秋兰姆。对丁腈橡胶与一元乙丙橡胶的并用胶建议使用二甲基丙烯酸锌。丁腈橡胶和异戊橡胶用过氧化物硫化时使用酚噻嗪极其有效,而硫化三元乙丙橡胶时有效的是酚噻嗪及2,6-二-特丁基-甲酚。 降低返原性 建议使用二乙基磷酸的衍生物来降低返原性。此外,还可使用六次甲基双(硫代硫酸)钠、五氯-β-羟基乙基二硫化物、双(柠檬酰胺)与三十碳六烯的并用物、二苯基二硫代磷酸盐(Ni、Sn、Zn)、1-苯基-及1,5-二苯基-2,4-二硫脲与N-环己基苯并噻唑次磺酰胺的并用物等。 使用含0.1%至0.25%的双(2,5-多硫代-1,3,4-噻二嗪、0.5%至0.3%双(马来酰亚胺)及0.5%至3%次磺酸胺的并用物也很有效。使用含硫黄及烯烃基的烷氧端基硅烷硫化剂则没有反原现象。 使用脂肪酸锌和芳香酸锌盐的并用物不仅可以减轻返原,而且还可以改进硫化胶的动态性能。加入1,3双(柠檬亚氨甲基)苯不仅可以减轻返原,同时还可提高硫化胶的抗撕裂性及强度。 使用硫黄硫化活性剂的新途径 通常将ZnO(3-5质量份)与硬脂酸(1份)加以组合作为硫黄硫化的活性剂。目前使用各种方法来降低氧化锌的用量,甚至取代氧化锌。例如,将促进剂M与促进剂TT和ZnO、硬脂酸的并用物加热至100-105℃可使橡胶中ZnO含量降低至2质量份。有时,也使用经聚合物表面活性剂溶液处理后的SiO2和ZnO并用物,这样,可降低ZnO用量,也曾采用过以ZnO“包覆”的无机填料。在某些场合,可采用电池生产中的下脚料取代ZnO,也可采用Ca、Zn及二氧化硅的并用物。饱和橡胶 近年来,人们开发了许多新型硫化体系用于饱和橡胶的硫化。例如,用树脂硫化氢化丁腈橡胶时添加马来酰亚胺可降低焦烧危险性。 有人推出了硫化饱和三元乙丙橡胶的新型共硫化剂,即脂肪族双(烯丙基)烷烃二元醇及双(烯丙基)聚乙烯醇等。使用这些共硫化剂可以提高硫化速率并改进硫化胶的物理机械性能。- 含卤素橡胶 为了完善含卤素橡胶的硫化科技人员作了许多研究工作。用金属氧化物硫化含氯橡胶,其交联键都很脆弱。很多研究旨在克服这一缺点,如建议往ZnO及MgO中添加二硬脂酸二胺[RNH(CH2)3NH2]•2C17H3COOH,后者可改善力学性能。 许多含氯橡胶,如氯丁橡胶、氯化丁基橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶及氯醚橡胶等硫化时使用2,5-二硫醇基-1,3,4-噻二嗪的有机多硫衍生物与Mg0的并用物。 如果在氯丁胶料中含有用硅烷处理过的白炭里,则可以多硫有机硅烷及硫脲衍生物作为硫化体系。这样制得的硫化胶具有高抗撕性能。 硫化氯丁橡胶时常用多胍替代ZnO。载于分子筛上的新型硫化剂2-硫醇-3-四基-4-氧噻唑硫醇可使橡胶的耐疲功性及耐热性增高,它可代替有毒性的乙烯硫脲。也可用含硫黄、秋兰姆及低聚胺的硫化体系来硫化氯丁橡胶。在使用。3-氯1,2环氧丙烷与秋兰姆自共聚的低聚物硫化氯丁橡胶时,胶料的焦烧稳定性提高,硫化胶的物理机械性能也有所改善。 也有建议用乙烯硫脲作为氯丁橡胶的硫化剂(它也可用于硫化三元乙丙橡胶)。 在许多研究工作中都讨论了氯丁橡胶新的硫化方法。包括用金属硫化物取代金属氧化物,使改性填料参预硫化过程。 例如,用硫化氢处理的K354炭黑,硫含量为6-8%,它也可与金属(Ba、Mo、Zn等)硫化物及氯丁橡胶作用,在填料表面生成交联键。与含ZnO及MgO的批量生产的硫化橡胶相比,前者橡胶的强度提高了50%,抗疲劳性能提高了1.5个数量级,永久变形减少到2%,硬度耐热氧老化和耐油、耐化学腐蚀性均得到提高。使用含氯丁橡胶,以乙烯双(二硫代氨基甲酸)铵改性的气相白炭黑及炭黑K345(50质量份)的体系,也能达到上述效果。与用ZnO和MgO硫化的批量生产的橡胶相比,试验硫化胶的强度、抗撕性能及耐磨性能均有提高,动态疲劳性能提高1.5个数量级,耐热性及耐酸性提高了2-9倍。. 使用经特殊处理的气相白炭黑(30质量份)作为氯丁橡胶的填充剂,可根本改善氯丁橡胶的所有力学性能。先用SiCl4处理气相白炭黑,在其表面生成OsiCl3基,取代OH基。然后用乙烯双(二硫代氨基甲酸)锌及乙烯双(二硫化秋兰姆)的螯合盐改性之。使用此种体系的橡胶,其强度比批量生产橡胶要高5MPa,永久变形为3-6%,撕裂强度为43-61KN/m(批量胶为9.5KN/m)。试验橡胶的耐磨性能比批量橡胶的要高1.5倍,而耐疲劳性能则提高2倍。 氯化丁基橡胶,溴化丁基橡胶以及异烯烃和n-烷基苯乙烯的含氯,含溴共聚物可以用二(五甲撑四硫化秋兰姆)和ZnO硫化。特-己基过氧化苯甲酸酯可用于硫化卤化丁基橡胶,此时,不会释放有毒气体甲基溴。氯化和溴化丁基橡胶硫化胶以及异烯烃与烷基苯乙烯的含氯及含共聚物在以添加胺盐的三嗪硫醇胺盐硫化时,硫化胶具有高强度及高耐热性。 含无机填料的氯化丁基橡胶可用烷基苯基二硫化物与二邻苯二酚硼盐的二-邻-甲基胍盐硫化。此种硫化胶的强度可从2.4MPa提高到7.5MPa。将金属硫化物与用于氯化丁基橡胶硫化的硫黄硫化体系组合也有良好的效果。此时,在橡胶配方中应含炭黑及10份用氨改性的气相白炭黑。硫化胶的强度可由18MPa增至22MPa,永久变形降至8%,撕裂强度为101kN/m(批量生产橡胶为86kN/m),耐磨性几乎提高了2倍,耐疲劳性能提高了3倍以上。对氯醚橡胶及氯磺化聚乙烯及其共聚物也有类似的效果。氯化丁基橡胶硫化时也使用金属硫化物,但要在脱水沸石参与下进行。沸石具有高吸附性,它可吸收释放出来的气体,从而使硫化胶较为密实,并改善了性能。例如,强度从18MPa增至24MPa,撕裂强度为90kN/m(批量生产的橡胶为46kN/m),耐磨性提高了1倍,而耐多次形变疲劳性提高了二个数量级。 含氯橡胶(氯丁橡胶、氯磺化聚乙烯等)可用对醌二肟、软锰矿及三氯化铁FeCl3•6H2O的并用物进行低温硫化。/ 硅橡胶一般认为,硅橡胶硫化体系的选择是非常有限的。但有关硅橡胶硫化的专利却不少。大多数专利涉及室温固化。此种硫化要求使用带胶层的储槽、电镀槽,在电器表面需涂上绝缘层。当橡胶用作密封或其它目的时常要求室温硫化。 硅橡胶低温硫化最简便的方法是使用表面有OH基的白炭黑。此类填料在有疏质子溶剂条件下用含氯七甲基环四硅氧烷处理。在催化剂月桂酸二丁基锡存在下填充气相白炭黑的聚二甲基硅氧烷-α,ω-二醇也能室温硫化。某些种类的聚硅氧烷可在经含硅端羟基齐聚物处理后的白炭黑存在下硫化。 含硅端烷氧基饱和弹性体在使用含硫的抗氧剂时能自硫化,生成硅氧键。硫化胶的耐热性良好。与填料改性无关的硅橡胶冷硫化的一般原则在研究论文中有所阐述:. [1]在由带OH端基的生胶和RSiX3型交联剂组成的“单组分”体系中生成交联键。(式中X为羟基、亚胺基、硅氮基或乙二酰胺基)。这些基团在空气中的水份作用下水解,生成OH基,此后无需催化剂通过缩聚便生成Si-O-Si键。 [2]于催化剂(Pt,Sn,Ti的衍生物)参与下在含有能相互作用的含活性基团的两种硅橡胶组成的“双组份”体系中生成交联键网络。[3]在有填料、无催化剂时,两种或多种硅橡胶的端基可能会相互作用。 事实上,第2、第3种情况是性质相同,但含有不同活性基团的自硫化胶料。 目前,大量专利描述了这些过程的不同方面。但其中大多数只在细节上有所不同。例如一种可打印12×104次、用于激光打印机的橡胶,(强度为5MPa),是不用催化剂的甲基硅橡胶或二苯基硅橡胶,甚至其它硅橡胶。由含端羟基和三甲基硅的两种二甲基硅橡胶与七甲基乙烯基硅橡胶及炭黑组成的体系也可进行硫化。此外,硫化反应也可在含端羟基的有机硅橡胶与带ON=CR2交联剂的聚硅氧烷的混合胶料中进行。端羟基二甲基硅橡胶在无水份时可用硅烷的二、三及四官能衍生物硫化。 含硅烷醇端基的有机硅橡胶可在无机填料存在条件下用乙烯基(三羟基)硅烷硫化。含三甲基硅烷醇端基的硅橡胶在催化剂存在下,可用乙烯基三甲氧基硅氧烷硫化。硫化条件为20℃×7d。所得硫化胶强度达5.6MPa。此种胶料用于制作涂层及粘合剂,也可用于电子、医疗及食品工业。由含烯烃端基的聚硅氧烷,含SiH基的聚硅氧烷、催化剂及硅氧烷胶粘剂组成的胶料也可硫化。其硫化胶与热塑性塑料和树脂的粘接性极好。在Pt催化剂及NH3存在下,有一种含烯烃基的聚硅氧烷的混合胶料也可硫化。硫化胶的压缩永久变形很低。!N-杂环硅烷,如双(三烷基羟基硅烷基烯基氧化)吡啶,是金属、塑料粘接的增粘剂。在Pt催化剂及填料存在下,它们可用于硫化端乙烯基硅氧烷及聚羟基硅氧烷的混合胶料。硫化反应持续时间为7d。与铝粘接的剪切强度为3.8MPa。)橡胶的共硫化 含有各种可反应官能团的橡胶(性能不同)在有无害特殊硫化剂便可共硫化,这不仅对硅橡胶的低温硫化是可行的,而且也适用于其它橡胶的高温硫化。如氯化天然橡胶与羟基丁腈橡胶共硫化,可制得耐油、耐磨橡胶。氯化丁基橡胶与羟基丁腈橡胶在180℃下不用硫化剂便可共硫化。羟基丁腈橡胶与氯磺化聚乙烯橡胶,包括填充炭黑的胶料也可共硫化。聚氯乙烯与氢化丁腈橡胶的并用胶在180-200℃下可共硫化,生成胺基和醚基交联键。环氧化天然橡胶和氯磺化聚乙烯填充炭黑的胶料,在无硫化剂时可共硫化。硫化胶的强度及撕裂强度极高,且耐磨性好。在无交联剂的情况下,环氧化天然橡胶与氯丁橡胶及羧基丁腈橡胶的并用胶可共硫化。聚氯乙烯与羧基丁腈橡胶在180℃下共硫化,硫化胶的耐油、耐磨性都高。 因此,选择带活性官能基的配对橡胶,在无特殊交联剂的情况下进行共硫化,是近十年来为解决硫化产生的生态问题和改善硫化胶性能的主要方向之一

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