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什么是流化床干燥法？我来回答，流化床干燥技术是近年来发展起来的一种新型干燥技术，其过程是散状物料被置于孔板上，并由其下部输送气体，引起物料颗粒在气体分布板上运动，在气流中呈悬浮状态，产生物料颗粒与气体的混合底层，犹如液体沸腾一样。在流化床干燥器中物料颗粒在此混合底层中与气体充分接触，进行物料与气体之间的热传递与水分传递。目前被广泛用于化工、食品、陶瓷、药物、聚合物等行业
L-赖氨酸的发酵生产工艺研究 摘 要: L-赖氨酸是人体和动物所不能合成的八种必需氨基酸中最重要的一种。L-赖氨酸是国际市场上发展前景良好的产品，消费需求每年以7-10%的速度递增，国内年产量则以每年20-30%以上的速度递增。其广泛应用于医药、食品和饲料等领域。目前生产赖氨酸最主要的方法是微生物发酵法。本文从赖氨酸的生产现状、生产方法，发酵过程中的代谢调控以及赖氨酸生产菌种的选育和生产赖氨酸的前景展望这几个方面综述了赖氨酸生产工艺。 关键词: 赖氨酸； 发酵； 菌种； 展望 前 言 赖氨酸(Lysine) 的化学名称为2，6-二氨基己酸，有L-型(左旋)、D-型(右旋)和 DL 型(消旋)三种旋学异构体。赖氨酸是人和动物营养的必需氨基酸之一， 不能参加转氨作用[1] 。人类和动物可吸收利用的只有L型。它对调节体内代谢平衡、提高体内对谷类蛋白质的吸收、改善人类膳食营养和动物营养、促进生长发育均有重要作用。L-赖氨酸主要用于医药、食品和饲料工业。全球约9 0％的赖氨酸用作饲料添加剂，约5％用作食品添加剂，其余5％用作医药中间体[2]。目前，全球赖氨酸年总需求量约为85万t/a，年增长率为7％一8％。现全球赖氨酸总产能约为80万t/a，产量较大的是日本味之素公司(26万t/a)、美国ADM公司、BASF韩国公司和协和发酵工业公司等。国内赖氨酸需求量估计在13万t/a左右。赖氨酸应用范围较广，2003年以后，我国已成为全球最大的赖氨酸生产大国。目前已建成和正在建设的赖氨酸厂主要有广西赖氨酸公司、福建大泉赖氨酸有限公司、四川川化味之素有限公司、大成赖氨酸厂、肇东赖氨酸厂等。文章从赖氨酸的生产现状、生产方法，发酵过程中的代谢调控以及赖氨酸生产菌种的选育和生产赖氨酸的前景展望等方面论述了赖氨酸生产工艺的研究进展。 1 赖氨酸生产现状 L-赖氨酸最初是从蛋白质水解物中分离得到的，蛋白质水解法一般以动物血粉为原料，此法最多的特点是工艺流程简单，但是原料来源很有限，仅适合小规模生产。此后又出现了化学合成法、水解法，酶法。直到1960年，日本首先采用微生物发酵法生产赖氨酸。微生物发酵生产氨基酸是人为地解除氨基酸生物合成的代谢控制机制，使其积累大量所需氨基酸。氨基酸的L-型立体专一性决定了发 酵法生产氨基酸较化学合成的工艺更简单、快捷。我国于20世纪60年代中期开始进行赖氨酸菌株选育和发酵的研究，但因产量较低难以工业化。直到70年代未80年代初世界赖氨酸实现工业化后我国的研究才取得突破。目前，世界约2/3的赖氨酸企业采用发酵法生产，生产的为L-型赖氨酸，生产工艺巳基本成熟。近年来，赖氨酸的需求逐年增加，全世界每年大概80万t赖氨酸通过发酵生产的方式获得。 2 L-赖氨酸发酵生产研究 2.1 生产菌种 用于工业上发酵生产赖氨酸的菌株主要是棒状杆菌和短杆菌等的变异株，棒状杆菌具有极高的经济价值，其中谷氨酸棒状杆菌应用最为广泛。此外，赖氨酸生产还有大肠杆菌、黄色短杆菌、酿酒酵母、乳酸发酵短杆菌、假丝酵母等。谷氨酸棒状杆菌包括其亚种黄色短杆菌亚种乳糖短杆菌钝齿棒状杆菌和分枝短杆菌是赖氨酸工业生产中最重要的微生物 2.2 黄色短杆菌产赖氨酸的合成途径与调控机制 由上图可以得出要想得到高产的生产菌株，必须从以下几个方面对菌种进行控制：①切断代谢支路：选育和应用营养缺陷型菌株，切断丙氨酸、苏氨酸的分支途径是积累赖氨酸的有效手段。②解除反馈抑制：选育抗结构类似物的突变株，可以得到对AK（天门冬氨酸激酶）反馈抑制脱敏的菌株，代谢调节被遗传性地解除。③设法增加前体物质天门冬氨酸的浓度，以抵消变构抑制剂的影响。因此可以考虑选育丙氨酸缺陷型，抗天门冬氨酸结构类似物的突变株。④解除代谢互锁：赖氨酸与亮氨酸的生物合成之间存在代谢互锁，因此可以考虑选育亮氨酸缺陷型，抗亮氨酸结构类似物的突变株。 2.3 发酵 2.3.1 发酵工艺条件以及影响因素组成 ①温度：前期 32℃，后期30℃。②ph值：最适ph值6.5-7.0，控制范围在ph值 6.5-7.5之间。③种龄和接种量：二级种子接种量2%、种龄8-12h，三级种子接种量10%、种龄6-8h。④供氧：供氧需充足，过高、过低的溶氧对发酵均不利，表现为菌体浓度下降、产酸降低，发酵时间延长，否则生成乳酸。⑤初糖浓度控制在11%~15%，转化率最高。 2.3.2 发酵控制 发酵法生产赖氨酸的主要原料为淀粉、糖蜜玉米等淀粉类原料需经糖化转化为葡萄糖后才可用，且发酵液配方中需再补充生物素；甘蔗废糖蜜含较高的生物素，发酵液配方中无需再补充生物素。主要以淀粉水解液或甘蔗糖蜜为碳源发酵生产赖氨酸。 目前大多数赖氨酸生产厂家的发酵操作方式为分批操作，发酵生产涉及到发酵液和管路系统的消毒灭菌、营养调节、酸碱度调节、通风量调节等一系列复杂操作，都由配置的DCS系统完成，完全实现了自动化。A.IqaajSassi[6]等对黄色短杆菌ATCC21513进行流加方式发酵，研究表明产酸率可达110.6 g/L。官衡等对赖氨酸产生菌FB42流加发酵的全过程进行了分析，结果显示在小型反应器中的发酵水平为81.6 g/L，转化率为41.8%，生产强度为1.16g/(h·L)，和分批发酵相比分别提高了45.4%、9.7%和28.4%因此，流加方式发酵将是赖氨酸发酵的趋势[7]。 2.4 提取 要从成熟的发酵液中提取赖氨酸，必须对发酵液进行过滤或离心分离除去菌体和碳酸钙。传统的过滤方法为机械过滤，只能除去大颗粒的固体杂质。将超滤技术用于处理赖氨酸发酵液具有如下优点：可以截留发酵液中的菌体蛋白、悬浮固体等杂质，有利于提高下一个工序离子交换中树脂的使用效率和寿命，减轻后续工艺废水处理的压力，截留住的滤渣含有丰富的菌体蛋白及少量的赖氨酸，可以作为饲料添加剂。曾碧格等采用超滤技术直接处理赖氨酸的发酵液，结果表明：能够一步截留未经任何处理的赖氨酸发酵液中的菌体蛋白、固体颗粒等杂质，滤渣量约为原料体积的10%，而同等量的发酵液经过离子交换后，浓废水量约为该滤渣的20倍[8]。可见，超滤技术应用在赖氨酸发酵液处理上，大大减少了后续污物处理的压力，可实现赖氨酸超滤的收率97%以上，并且膜通量的衰减幅度较小，膜设备运行良好。 全世界绝大多数赖氨酸生产厂都采用离子交换方法从发酵成熟液中提取赖氨酸，然后制成含量在98.5％以上的赖氨酸单盐酸盐成品。离子交换树脂为强酸阳性离子交换树脂，洗脱剂为氨水。这一工序的技术具有以下优势：回收率高；洗出液中赖氨酸浓度高，减少了浓缩时的蒸汽消耗，降低生产负荷；离子交换树脂用量少。国外的离子交换系统大多为模拟移动床式操作系统[9]，逆流操作并采用两级离子交换单元。第一级离子交换单元可得到纯度为97.5%的赖氨酸；第二级使用弱酸阳性离子交换树脂，除去第一级离子交换后洗水中的无机杂质，可将赖氨酸最终纯度提高到98.5％。模拟移动床式操作系统稳定且操作弹性大，洗脱液用量少，洗出液赖氨酸质量分数比固定床高，同时树脂用量是固定床的1/5～1/8。 2.5 浓缩和结晶 浓缩工序是能耗最大的过程。我国赖氨酸生产最初用标准式浓缩器，每吨洗出液蒸汽消耗为1.1 t，蒸出的氨不回收。赖氨酸浓缩液经用盐酸调节pH后成为单盐酸盐溶液，在结晶器中结晶。我国有的生产厂采用冷冻结晶的方法，得到含2个结晶水的湿晶，分离的母液返回提取工序。赖氨酸湿晶含有的结晶水须在干燥工序中除去。我国多数赖氨酸厂均采用单层流化床干燥器生产，其中采用德国Vagon公司的床内设置加热器的流化床干燥器技术较为先进。 3 微生物生产赖氨酸的前景展望 我国的赖氨酸工业技术发展至今除生产菌种需继续加强研发外就整体而言已达到或接近世界先进水平传统的细胞诱变法产生的工业生产菌存在着致命的弱点，即失去特性的子代诱变体会积累[5]，它将影响菌种功能的发挥。日本的J0hnishi等人使用基因重构的方法，即用等位基因替换的方法将高产生产菌的高丝氨酸脱氢酶基因(hom)和天门冬氨酸激酶基因(Lys C)引入野生谷氨酸棒杆菌，得到了目前世界较高水平的赖氨酸菌种，我国应在这方面加快研发步伐。 [参考文献] [1] 王选良.谷氨酸发酵[J].《中国酿造》.1986(05):12-20 [2] 张刚.《乳酸细菌——基础、技术和应用》[M].北京：生物·医药出版分社，2007.1 [3] 刘森芝.谷氨酸发酵生产菌的研究与开发[J].《发酵科技通讯》.2009(04):30-31 [4] 张刚.《乳酸细菌——基础、技术和应用》[M].北京：生物·医药出版分社，2007.1 [5] 廉立伟，谭玉晶，刘巍，文强．细菌鉴定在谷氨酸发酵生产中的应用[J].《发酵科技通讯》.2004(04):22-23 [6] 吕阳爱.谷氨酸发酵过程污染噬菌体的处理[J].《发酵科技通讯》.2009(04):25-26 [7] 邱炜炜，林有波，谢天阳，预防噬菌体污染的有效方法[J].《发酵科技通讯》.2000(01):38-39 [8]郑集．陈钧辉．普通生物化学[M]．高等教育出版社，200.446-448. [9]朱晓彤.氨基酸与深加工产品的生产及应用[ J ].医药中间 体及其化工原料. 2 004. (2) l 7 ~ 2 4. [10]齐秀兰，阎浩林，L-赖氨酸高产菌选育的研究[J].微生物学杂志，1997,1712 [11]张伟国，顾正华，L-赖氨酸高产菌选育的研究[J]，食品与发酵工业，2001,27980
、建筑节能在整个节能工作中占有极其重要的地位。我们知道建筑能耗在社会整个能源消耗中占到30%以上，建筑节能工作的好坏直接影响到整个节能工作特别是现有的许多大型公共建筑，数量特别巨大，能耗特别严重。目前，中国每年竣工的各类建筑的建筑面积约为20亿平方米，其中公共建筑约为4亿平方米。年初，建设部、国家发展改革委员会、财政部、监察部、审计署联合发布《关于加强大型公共建筑工程建设管理的若干意见》，要求新建大型公共建筑必须严格执行《公共建筑节能设计标准》和有关的建筑节能强制性标准，建设单位要按照相应的建筑节能标准委托工程项目的规划设计，项目建成后应经建筑能效专项测评，凡达不到工程建设节能强制性标准的，有关部门不得办理竣工验收备案手续。当今，绝大多数公共建筑有一个共性，就是采暖能耗、空调能耗特别高。在公共建筑全年能耗中，大约60%消耗于采暖和空调，而其中的20～50%由外围护结构传热所消耗。在围护结构方面，由于此类建筑大多数都要求具有良好的自然采光，因而，玻璃门窗设计得尺寸很大，窗墙比很高，或干脆设计成玻璃幕墙结构。玻璃与其优良的透光性能和特殊的质感在建筑上的运用是其它材料无法替代的。长久以来，由于玻璃材料本身的特性造成了玻璃自身的保温隔热性能差，不能满足现代建筑所要求的节能和舒适的要求。特别是那些大面积采用玻璃幕墙的大型公共建筑，过去，由于使用了不节能的普通钢化玻璃或普通中空玻璃制作幕墙，该部分建筑的能耗特别高，而且冬冷夏热很不舒适。随着玻璃深加工技术的发展，各种各样的节能玻璃象雨后春笋一样蓬勃发展。真空玻璃的出现超越了以往所有的节能玻璃品种，标志着真空玻璃节能时代即将到来。二、真空玻璃的基本结构真空玻璃是一种保温、隔声性能非常突出的高新技术产品真空玻璃是由两块平板玻璃，中间由微小支撑物将其隔开，玻璃四周用玻璃钎焊料封边，通过抽气口抽真空，然后封接抽气口保持真空层的一种结构。为了长久保持真空度，延长真空玻璃寿命，新立基公司生产的真空玻璃在真空腔内还放置了吸气剂。微小支撑物是外径0.5mm，厚度0.15 mm的金属环，由于体积微小，对人的视觉和玻璃的光学性能几乎没有影响。真空玻璃的保温原理和结构与保温瓶极为相似，建筑上使用真空玻璃就好象把建筑罩在一个巨大的保温瓶中，保温节能效果可想而知。三、真空玻璃的保温性能Low-E中空玻璃是目前市场上运用较为普遍、节能效果也很好的玻璃品种中空玻璃利用了空气导热系数低的特点。从传热学上讲空气虽然导热系数较小，但毕竟是要进行热传导，其它气体包括惰性气体也一样。中空玻璃由于存在着较大的空气传导热量，使得使用Low-E玻璃降低辐射热的最终保温隔热效果大为降低。只有真空状态才能消除热传导，使玻璃的综合传热性能优势充分发挥出来。常规真空玻璃产品系列中的真空玻璃保温。最好的Low-E中空玻璃和充氩气的Low-E中空玻璃的保温。通过对比真空玻璃和中空玻璃不难得出下述结论：1、真空玻璃热导随着所用原片的有效发射率的降低而迅速降低，中空玻璃热导降低的并不明显。2、如果Low-E玻璃发射率做得很低，比如0.05以下，辐射热导到了几乎可以忽略的地步，此时再降低Low-E玻璃发射率对中空玻璃来讲意义已经不大，但真空玻璃传热系数可以做到0.5W/m2.k，而充空气的中空玻璃传热系数只能做到1.60W/m2.k，充氩气的中空玻璃传热系数只能做到1.23 W/m2.k.3、就传热系数K值而言，真空玻璃K值只有充空气中空玻璃的三分之一，充氩气中空玻璃的二分之一，在不考虑太阳光辐射的情况下，比如，夜晚，真空玻璃比充空气的中空玻璃节能近70%，比充氩气的中空玻璃节能50%.4、在辐射热导可以忽略的情况下，真空玻璃热导的主要来源是支撑物热导0.5W/m2.k，随着科学技术的进步，有望进一步降低该数值，比如在玻璃强度提高的情况下，减小支撑物直径或增大支撑物的间距都有望大幅度减小热导；充空气（或氩气）的中空玻璃热导的主要来源是气体对流传热和气体导热，为2.1（或1.5） W/m2.k，该数值不可能再有下降。从发展的观点来看，在保温性能上真空玻璃将超越中空玻璃（或充氩气的中空玻璃）更多。5、由于真空玻璃的厚度通常只有中空玻璃厚度的一半，因此，真空玻璃的表观导热系数更显著地小于中空玻璃的表观导热系数。真空玻璃可以使用三块玻璃制成双真空层的真空玻璃，热阻增加一倍，热导降低一倍，而厚度在单真空层真空玻璃厚度的基础上只增加4mm，比中空玻璃还是薄。可以说在保温性能上，现阶段真空玻璃已经大大超越了中空玻璃，将来会超越得更多。四、真空玻璃的光学性能和隔热常规真空玻璃由两片玻璃组成，真空间隔层对太阳光谱是通透的，间隔层支撑物很小新立基公司所用支撑物为环形金属片，外径只有0.5mm，高度约0.15mm，即使按圆柱形考虑，每平方米约1600个支撑物对辐射的遮挡面积只有：1600×π×0.252=0.000314（m2），约占玻璃总面积的万分之三，故支撑物对辐射的遮挡作用可以忽略。我们知道，建筑上的传热除了要考虑温差因素引起的传热外，还要考虑太阳辐射因素。太阳辐射透过玻璃的能量与玻璃光学特性有直接关系。最重要的就是要考虑得热系数SHGC（太阳能总透射比）。严寒地区冬季寒冷，夏季凉爽，应多考虑冬季阳光的射入，以减少取暖热耗，选用得热系数大的真空玻璃对节能更为有利；夏热冬暖地区，夏季阳光强烈，气候炎热，冬季温暖，应多考虑遮阳，减少阳光的射入以节约制冷能耗，选用得热系数小的真空玻璃更为合理。五、真空玻璃工程实例1.天恒大厦工程天恒大厦2005年6月落成，位于北京东直门立交桥东南角，地上22层，地下4层，建筑高度89米，总建筑面积57000平方米，是一座具有5A智能系统的高级写字楼。 天恒大厦北侧有一面横隐框竖明框玻璃幕墙，西北角是一面横明框竖隐框，向内与垂直面倾斜15°的三角形玻璃幕墙。幕墙设计和施工单位是江苏省建伟幕墙装饰工程有限公司，两面幕墙所用玻璃全部是新立基公司提供的真空玻璃。玻璃最大尺寸为1985×1161mm（矩形），其西北角幕墙由于是三角形立面，所用玻璃很大部分是异形（梯形和三角形）。两面玻璃幕墙总面积约7000平方米，共用去真空玻璃3365块，合4848平方米。另外，大厦各种窗户所用玻璃也全部是新立基公司提供的真空玻璃。窗面积约2500平方米，用真空玻璃共用去1636块，合1540平方米。天恒大厦玻璃的传热系数（K值）和空气计权隔声量经国家建筑工程质量监督中心检测，A结构真空玻璃K值=1.0w/m2.k，B结构真空玻璃K值=1.2 w/m2.k.B结构真空玻璃空气计权隔声量Rw=36dB.天恒大厦幕墙玻璃采用FB双面复合中空的做法，除了能够使K值在NL真空玻璃的基础上进一步提高外，主要考虑了幕墙抗风压和人身安全方面的要求。与室内外空气接触的玻璃采用两块6 mm钢化玻璃，有效地承受了正负风荷载，室内钢化玻璃还有效防止了人的身体对玻璃的冲击可能引起的伤害并保护了玻璃的真空部分。2.清华大学超低能耗示范楼工程清华大学超低能耗示范楼落成于2005年3月，是北京市科委重点科研和“奥运科技专项”项目。该项目还是国家“十五”科技攻关项目“绿色建筑关键技术研究”的技术集成平台，用于展示和实验各种低能耗、生态化、人性化的建筑形式及先进的技术产品。超低能耗示范楼座落于清华大学校园东区，总建筑面积 2930m2，地下一层，地上四层。新立基公司的真空玻璃产品用于南立面幕墙玻璃和西面、北面的门窗玻璃。该工程幕墙部分共使用真空玻璃72块，合计74m2，最大玻璃尺寸为1982×1200mm；门窗部分共使用真空玻璃92块，合计50m2，最大玻璃尺寸为1356×964mm.幕墙设计施工单位是深圳市方大装饰工程有限公司，门窗制造和安装单位是日本YKKAP公司。玻璃结构见图3幕墙玻璃K值=1.0 w/m2.k，门窗玻璃由于在中空层玻璃上用一块低辐射镀膜玻璃代替了普通钢化玻璃，使得K值=0.9 w/m2.k.幕墙玻璃考虑到面积较大和承受正负风荷载的影响，内外两面均为钢化玻璃。门窗面积较小，除室内考虑人身可能的冲击使用5mm钢化玻璃外，朝向室外的玻璃未使用钢化玻璃。由于该幕墙为隐框幕墙，玻璃面积大，玻璃的自重和风压等荷载较大。六、节能效果试验和分析1、真空玻璃节能试验2003年冬季，在建筑科学院的协助下，进行了真空玻璃冬季节能效果试验。结果表明真空玻璃与中空玻璃相比有非常明显的节能效果。该试验所用真空玻璃为新立基公司的产品，当时常规真空玻璃的K值为1.4w/m2.k，复合真空玻璃的K值为1.2w/m2.k试验是在北京市马家堡选用的两个同样户型、面积、朝向，同一层相邻的两户新建单元房501、502室中进行。该户型的南向房间建筑面积15.12m2，北向房间为10.8m2.外墙为240mm，砖墙加60mm厚聚苯夹心石膏板保温。实验过程是502户的南北钢窗保持原样，仅把501户南北钢窗拆下，换成塑钢窗。这就形成501塑钢窗与502单玻钢窗（南向），双玻窗（北向）的对比试验。试验期间塑钢窗按需更换，分别为中空玻璃（N4+A9+N4），常规真空玻璃（N3+V+L4 ）、复合真空玻璃（N3+V+L4+A9+N3）。试验的测量元件采用热流计和铜—康铜热电偶测温元件。测量元件布置在窗玻璃、窗框、阳台门肚板和房间的各内外墙上，通过BXSCC-1型便携式数据采集和处理系统，每小时检测一次。试验从2002年12月11日开始采集，至2003年元月9日为止，共取得22昼夜实测数据。试验期间，南向阳台门窗户全部打开，使试验窗直接面临室外气候。房间房门关闭，室内供暖没有控制。试验遇到北京多年未遇寒冷天气，连续几天下雪阴天，曾测量到日平均气温-7.9℃。日最低气温达-9.3℃的严寒天气。针对上述气候状况，采用南向有阳光，北向无阳光和阴天三种工况来统计试验结果。试验大部分时间室外的平均气温低于节能规范，即北京地区采暖期间室外日平均气温为-1.6℃。2、天恒大厦节能效果分析以天恒大厦为例，假设该大厦分别采用白玻、普通中空玻璃、热反射玻璃、热反射中空玻璃、Low-E中空玻璃、标准真空玻璃组合双中空六种情况，进行耗能比较。并对真空玻璃节能经济效益作估算。以国内某玻璃企业生产的白玻、普通中空玻璃、热反射玻璃、热反射中空玻璃、Low-E中空玻璃和新立基公司为天恒大厦生产的真空玻璃参数为根据进行计算。公务员之家结论（1）从全年节能来分析，复合真空玻璃比其它玻璃节能，最低的达28%，最高可达72%.（2）北京属于寒冷地区，冬季复合真空充分发挥了节能优势。但夏天节能却不如热反射中空玻璃，其原因是真空玻璃的遮蔽系数较高，但降低其遮蔽系数又会影响室内采光和冬季太阳辐射进热。遮蔽系数应取合适值。从全年节能来看复合真空比热反射中空节能36%.（3）与其它各种玻璃比较，采用复合真空，可节能、省电、节省电费开支，最低62万元/年，最高424万元/年，经济效益十分明显。同时由于节能，可节省发电燃煤，减少环境污染，保护地球，造福人类。（4）由于节省能源费用，对于单片玻璃，使用真空玻璃当年即可收回投资，即使对于Low-E中空2年内也可基本收回多付出的投资成本。七、结束语天恒和清华工程分别落成于2005年9月和2005年3月，为两个工程提供的真空玻璃的生产时间是在2004年下半年。事实上，新立基公司真空玻璃的生产技术在这两年里又有了新的发展，产品质量也有了很大的提高。第一，Low-E玻璃作为生产真空玻璃的原片，质量有了很大提高。南方玻璃集团和皇明太阳能有限公司的离线硬膜Low-E玻璃的辐射率都做到了0.11以下，这为大幅度降低真空玻璃的传热系数，提高真空玻璃的保温性能作出了重要贡献。以上两个工程NL真空玻璃部分的传热系数为1.3w/m2.k左右，而目前NL真空玻璃的传热系数已经可以做到0.85w/m2.k，LL真空玻璃的传热系数已经可以做到0.70w/m2.k.第二，研制成功了具有国内专利的夹层真空玻璃，使得真空玻璃又多了一个安全玻璃品种。第三，真空腔内置入了吸气剂，使得真空玻璃寿命得到延长。第四，开发出新一代真空玻璃快速热阻测定仪，使得真空玻璃性能得到更好的检验，质量得到了更有效的保证。我们相信，真空玻璃事业在我国还只是刚刚起步，未来一定有巨大的成长空间。
对流干燥是在湿物料干燥过程中，利用热气体作为热源去除湿物料所产生蒸气的干燥方法总称为对流干燥。对流干燥器以其结构简单、操作方便、适应性强而得到普遍地用．是生产中使用最多的—种干燥设备。但这种对流干燥器的热效率很低，这主要是由于干燥过程废气的直接排空，因废气带走余热造成能量的浪费。对流干燥法作为最常用的谷物干燥方法，它是将加热的空气或气流与冷空气的混合气以对流的方式接触物料，从而进行执交换。这种方法的主要特点是干燥介质的温度和湿度容易被控制，可避免物料发生过热现象（过干燥）而降低其品质。对流干燥在生产中应用最广，它包括气流干燥、喷雾干燥、流化干燥、回转圆筒干燥和厢式干燥等。对流干燥的基本原理是热风机通电后，鼓风机把空气吹送到加热器里，令空气从螺旋状的电热丝内、外侧均匀通过，电热丝通电后产生的热量与通过的冷空气进行热交换，从而使用出风口的风温升高。出风口处的K型热电偶及时将探测到的出风温度反馈到温控仪，仪表根据设定的温度监测着工作的实际温度，并将有关信息传递回固态继电器进而控制加热器是否工作。同时，通风机可利用风量调节器（变频器、风门）调节吹送空气的风量大小。
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浅析R407C在客车空调中的应用技术论文
随着城乡一体化进程的加快，带动了客车行业的持续发展，同时也带动了客车空调产业的迅速发展。但是，近年来全球气候变暖问题日益严重，引起了各国的高度重视。普遍认为，客车空调系统在提供舒适性小环境的同时也破坏了人类生存的大环境。
R407C 是一种安全、无毒、不破坏臭氧层的新型环保制冷剂，具有单位质量/ 单位容积制冷量大、能效比高、换热效率好等优点。西方发达国家有部分客车空调产品使用了R407C，其中冷王的R407C 制冷系统应用于客车已经量产商业化。在我国R407C 客车空调系统已从研究日渐走向应用，某些公司在客车空调系统中作过一些R407C 尝试应用，并有一定的成效[1- 2]。目前由于人们对这种非共沸工质的温度滑移、制冷剂成分变化后对系统的换热性能的影响不够了解，影响了R407C 在客车空调上的应用和推广。本文将客观地探讨客车空调系统应用国际社会倡导的环保工质R407C 的优越性，为R407C 客车空调器的研发设计提供参考。
1 R407C 与R134a 对比
1.1 制冷运行工况的确定
汽车空调系统与一般的空调系统的结构和使用条件均不同。客车空调90% 以上为非独立式空调系统。由于发动机转速变化很大，一般在700 ~2 300 r/min 之间，空调压缩机转速随汽车发动机转速的变化而相应变化;特别是城市客车运行于城市红绿灯区和停靠站之间，平均行驶车速约30 km/h，并且频繁停起和开关门，加之乘员变化很大，所以客车空调配置要求冷量大、制冷快。
根据客车空调系统随环境和车速而变工况的特点和实际情况，客车空调标准设计工况参数确定如下：冷凝温度50℃～60℃，蒸发温度0℃～5℃，过冷度5℃，过热度10℃，室外温度35℃，室内温度27℃，室内相对湿度50%，压缩机正常转速1 800 r/min。
1.2 综合性能分析
R134a 和R407C 都属于中温制冷剂，其中R134a 属于纯质制冷剂，R407C 属于多组分非共沸制冷剂。汽车空调中常用的制冷剂有R134a，但是R134a 有很多的缺点。它不但具有较高的、非常令人担忧的温室效应指数，而且R134a 亲油性差，还对铜有腐蚀性，但和铁、铝共存稳定性较好。另外，根据新的报道，R134a 在大气中分解会产生一种吸湿力较强的具有腐蚀性的液体，可在不同地方聚集，对人体的健康有一定的危害。而R407C 为非共沸混合工质，它是R32/R125/R134a 三种冷媒以混合质量比为23∶25∶52 而成的非共沸混合物。R407C 作为新型制冷剂正逐步被世人所认知，它具有清洁、低毒、不燃、制冷效果好、节能、环保等特点，已经大量用于空调行业。R407C单位容积制冷量大，热力性质优异，与酯类润滑油相溶;与铁、铜、铝共存，稳定性较好;但是具有较高的冷凝压力，在车载空调上使用有待进一步研究。
1.3 理论热力循环计算
1)纯工质R134a 热力性能计算。对于纯工质R134a，饱和温度和饱和压力是一一对应的。蒸发压力Pe 和冷凝压力Pc 可根据蒸发温度te 和冷凝温度tc 确定。
2)混合工质R407C 热力性能计算。由于R407C 为非共沸制冷剂，在相同压力条件下，相变时存在温度滑移现象，气相饱和温度(露点温度)和液相饱和温度(泡点温度)是不同的。本文选择露点温度和泡点温度的算术平均值作为确定工况点的等效平均温度。用线性插值方法计算出给定的蒸发(气相临界点)温度te和冷凝(液相临界点)温度tc相对应的蒸发压力Pe 和冷凝压力Pc。
3)热力性能计算方法和计算程序。根据上述R407C在给定蒸发温度te 和冷凝温度tc 下的蒸发压力Pe 和冷凝压力Pc 的确定方法，Pe 和Pc 及其te 和tc 成为了一一对应的关系。在确定了制冷循环的各状态点的温度后，根据过程特性，可以用NIST 制冷剂和混合制冷剂热力性质计算程序计算出h1、h2、h5、h0、v1 等。利用状态方程，根据各点状态参数，就可以计算出两种制冷剂在不同工况下的制冷循环的各项性能指标，包括单位质量制冷量、单位理论功、单位容积制冷量和制冷系数等。有关状态方程如下：单位制冷量q0= h1- h5;单位容积制冷量qv=q0/v1;理论比功w0=h2- h1;制冷系数COP=q0/w0;压力比π=Pc/Pe。
a. 实例计算。冷凝温度56.5℃，蒸发温度2℃，过冷度5℃，过热度10℃。特殊工况如表3 所示。冷凝温度60℃，蒸发温度0℃，过冷度5℃，过热度10℃。
实际工作中，上述方法比较繁琐，常利用R407C 制冷剂应用程序进行模拟计算，和上述方法相比，其计算误差<5%，在工程上是可以接受的。
b. 混合工质R407C 热力性能分析。由以上理论计算可知，在客车空调相同的.工况下，R407C 的单位理论功比R134a 约高16%，单位容积制冷量比R134a 高43%～50%;R407C 单位制冷量比R134a 高8%～10%，理论制冷系数比R134a 低5%～6%。在相同的工况下，R407C 的吸气压力比R134a 高54%～64%，排气压力比R134a 高50%～60%;R407C 的压力比比R134a 低3.5%～4.5%。
2 在客车空调应用中的技术探讨
2.1 R407C 系统的性能分析
R407C 单位容积制冷量比R134a 高43%～50%，可采用小排量压缩机达到相同制冷量;能减小客车空调压缩机和两器的体积和重量;能减少客车空调系统的安装空间，增加汽车的机动性和降低油耗。
市场上大客车空调主要使用的BOCK、Thermo King压缩机都有使用R407C 的产品[7- 8]，制冷剂软管的爆破压力均高于12 500 kPa，已满足爆破压力是运行压力的5 倍以上的标准要求。因此，现有的汽车空调制冷系统的耐压性能够适应R407C 的要求。
空调压缩机作为空调系统的心脏，其安全保护一直是控制的重点。为防止损坏，需要有高压控制及防液击的措施。另外，由于汽车大多时间在外面行驶，受天气的影响，其压力变化较大。为防止系统高压过高，最好有安全泄压阀。
采用R407C 作为制冷剂时，在相同的工况下，R407C 的吸气压力比R134a 高54%～64%，排气压力比R134a 高50%～60%;系统的高、低、中压压力开关的动作压力值需要调整。同时为保证制冷系统的回油，设计管路时要考虑气体制冷剂的流速，水平管内为不小于3.8 m/s，竖直管内为不小于7.6 m/s。
2.2 R407C 系统的有关要求
1)R407C 系统对两器的要求。利用R407C 温度滑移的优势，城市客车空调换热器设计时可将两器设计成都是按逆流状态换热，以改善换热性能，并采取相应的强化换热措施，弥补采用R407C热传导性能较差的不足。
由于系统运行时压力比R134a 高，故对两器的要求也高。不光要考虑压力的因素，还要考虑汽车行驶过程中振动所带来的强度影响，最好有减振措施。
R407C 与空气的混合气体不得用于压力和检漏试验，因为可能会引起爆炸。推荐系统检漏压力为3.2～3.5 MPa，在满足换热要求的情况下，管壁的厚度最好大一些。例如，客车空调顶置蒸发器是铜管铝片式，建议铜管为φ9.525×0.41，翅片厚0.15，翅片距2.2 mm，翅片为亲水铝箔;流路按性能设计，但R407C 制冷剂在蒸发器内的流路长建议6～10 m，同时在冷凝器内的流路长建议14～18 m。
2)R407C 系统对膨胀阀和其它零部件的要求。
①膨胀阀。要选择R407C 专用膨胀阀;膨胀阀并不直接控制系统制冷量。针对城市客车在不同行驶速度下空调的变化性，膨胀阀在满足最大制冷量的同时，要求可调节范围大，性能良好。以丹佛斯公司的膨胀阀产品为例，制冷剂采用R407C，当制冷量为28 kW，选择型号为TDEZ8 热力膨胀阀;制冷量为21 kW，选择型号为TDEZ6 膨胀阀。
②管路。作为系统中的连接管路，泄漏一直是汽车空调最头痛的问题。R407C 系统排气压力很高，需要增加系统管路壁厚。又因其是非共沸混合物，如果系统泄漏，对性能的影响是很明显的，这就要求管路系统中尽量少接头，除干燥器需要经常更换、用可拆卸接头外，不推荐用可拆卸接头，尽量采用焊接，减少泄漏点，保证系统的密封。
③干燥过滤器。一般选用分子筛作干燥剂。分子筛是硅酸盐晶体，其晶体结构中有许多孔径均匀的孔道和内表面很大的孔穴，能吸附分子直径比孔径小的分子。
干燥剂：确认两种适合R407C 冷媒用的干燥剂为XH- 10C 和XH- 11。泄漏要求：在R407C 最高工作压力3.4 MPa 下，干燥过滤器的年泄漏量不大于2.8 g/a。结构要求：为防止分子筛磨损，在干燥过滤器的内部加装弹簧固定分子筛，使得冷媒在干燥过滤器内部得到缓冲。安装位置：POE 油具有水解性，选择干燥过滤器安装在系统液管管路上的蒸发器入口处。推荐适用于客车空调干燥过滤器端面密封接口便于更换和维修。
④储液器。空调结构设计时，避免含有R407C 制冷剂的储液器过热。R407C 热分解将会产生具有强烈毒性和强腐蚀性的蒸汽。如果过热，储液器将会爆炸。
⑤ 兼容性。R407C 与R134a 的材料兼容性基本一致;R134a 在汽车空调系统中已经普遍使用，R407C 在工商制冷系统中已广泛使用;目前的材料技术已能满足R407C 的要求。因此，空调系统选用的密封件、软管、冷冻油等材料与R134a 系统相同。但是在高温高压下，一些金属在催化剂作用下可能发生化学反应，从而使制冷剂变质。当镁铝合金材料中镁的含量多于2%时，不能用于R407C 的空调系统。R407C 制冷剂还可能会与焊接零件的焊接剂发生反应。
⑥其它。R407C 空调系统中的截止阀和四通阀(电动客车热泵系统用)与其他制冷剂空调系统不同，必须使用专门R407C 的截止阀和四通阀。
⑦ 低温条件时，蒸发器入口处结霜明显，化霜感温器位置一般要避免选择此位置，以防止感温器频繁动作进入化霜程序，影响到制热效果。
3 结论
1)在客车空调标准工况下，R407C 系统能大大减小汽车空调压缩机和两器的体积和重量，对提高汽车的动力性能，降低能耗，节约制造成本具有很大的意义。
2)客车空调R407C 系统有较高的排气压力。在相同的工况下，有较大的压缩机扭矩、单位理论功比R134a 约高16%;制冷剂泄露会改变组分和热物性等。
3)通过提升汽车空调制冷系统的工艺焊接、加工生产工艺水平，升级气密性试压压力和爆破试验标准;通过调整管路和换热器的壁厚，提高对系统密封件、尤其是冷凝侧的气密性、强度和抗震性的要求;加大压缩机离合器的扭矩;应该可以弥补客车空调R407C 系统有较高排气压力的缺陷。
4)将R407C 用于客车空调制冷系统与R134a 相比，可以降低压缩机的排量和降低成本。考虑到重量因素和理论循环的制冷系数等，R407C 系统运行经济指标和安全可靠性方面，与R134a 基本相同。
5)采用R407C 空调制冷系统，体现了安全和环保新理念，是轻量化、舒适化及节能化的发展方向。
现在的论文大多都要钱的，免费的很少啊。我都找了好长时间了，是关于减速器壳的工艺设计。都要钱的，郁闷！
确定选题是撰写论文的首要工作，好比冲锋陷阵的先头部队，俗话说“题好一半文”，就是把选题看作论文写作成功的一半。下面我给大家带来电子机械专业 毕业 论文题目参考2021，希望能帮助到大家!
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33、试论船舶机械设备维修保养中的常见故障及排除方法
34、探讨港口流动机械预防性维护保养
35、关于端盖零件机械加工工艺的设计要点分析
36、关于机械加工工艺对零件加工精度的影响研究
37、现代机械制造及加工技术分析
38、论机械设计加工中需要注意的问题
39、基于机械设计制造中零件毛坯选择的研究与应用
40、机械零件加工精度影响因素探析
机械电子工程毕业论文题目
1、全纤维曲轴锻造液压机同步控制研究
2、电脑缝编机送经与断经检测系统研究
3、MEMS传感器三维引线键合系统研制
4、单作用双定子叶片马达的排量及排量比研究
5、基于流场分析的双喷嘴挡板电液伺服阀特性研究
6、齿轮型多泵多马达传动规律研究
7、液压泵的振动机理及评价研究
8、基于声发射的轴承滚动接触疲劳量化诊断技术研究
9、KDQ1300墙体砖压机液压控制系统的节能研究
10、保偏光通信中ATP系统及姿态获取技术研究
11、模具生产协同管理系统的设计与实现
12、机床进给系统的多源误差模型分析与研究
13、高性能电液伺服转台的控制问题及故障诊断研究
14、正交并联六自由度加载试验系统力控制及解耦研究
15、地方本科院校转型中的专业调整研究
16、典型粘弹性阻尼结构的振动特性分析与优化设计
17、杆状碳纤维零件缠绕成型技术研究
18、飞行模拟器运动平台洗出算法的优化研究
19、MKD-Delphi装备技术预测方法研究
20、中职学校第二课堂实践研究
21、气动软体机械手设计及实验研究
22、职教师资本科培养机械电子工程专业课程整合研究
23、中等职业学校教师课堂教学评价素养研究
24、JD公司内部控制体系优化研究
25、关于交流变频异步电力测功机系统的仿真研究
26、一种新型的非圆轴数控加工系统的研究与开发
27、DY制冷发生器热源模拟试验装置自动控制系统的研究
28、U型砌块成型机设计及其自动控制系统的研究
29、基于神经网络的工时定额技术研究
30、机电产品计算机辅助设计平台的研究及应用
31、电容式微机械静电伺服加速度计系统分析
32、玻璃微细加工工艺的研究与磁流体推进式微型泵样机的研制
33、射流助推式ROV型开沟机喷射臂及其冲刷过程研究
34、基于动态特性分析的机床主轴箱装配故障诊断研究
35、基于外驱动内置臂的航天服上肢寿命试验系统
36、管路支撑参数对液压管路系统振动特性影响研究
37、基于声发射技术的轮轴疲劳裂纹扩展规律研究
38、基于STM32的车辆智能安全行车控制系统
39、超声功率和键合压力对金丝热超声键合质量的影响研究
40、外骨骼机器人下肢增力机构设计和仿真研究
自动化毕业论文题目
1、配网自动化相关技术的研究
2、数字化变电站自动化技术的应用
3、现场总线与工厂底层自动化及信息集成技术
4、电力自动化技术的新发展
5、冶金自动化发展的策略与思考
6、简述电力系统及其自动化发展趋势研究
7、变电所综合自动化系统应用分析与探讨
8、浅谈数字变电站自动化系统
9、自动化专业人才培养方案和课程体系的改革与实践
10、配电网自动化技术问题初探
11、配电自动化系统中配电终端配置数量规划
12、基于组态软件的综合自动化平台的设计与实现
13、生产线自动化及远程监控
14、地铁自动化控制相关系统的对比及应用
15、配电自动化试点工程技术特点及应用成效分析
16、大型自动化控制系统故障报警技术应用研究
17、变电站综合自动化通信系统运行维护分析
18、浅谈变电站综合自动化系统的结构形式
19、如何提高综合自动化变电站的抗电磁干扰能力
20、动力部一降压变电站综合自动化系统改造及应用
21、智能变电站是变电站综合自动化的发展目标
22、中心城市大型配电自动化设计方案与应用
23、浅析电气自动化控制系统的设计思想
24、建筑电气自动化系统安装的施工技术探讨
25、水电厂电气自动化控制设备的可靠性探讨
26、铝工业电气自动化的现状与发展趋势
27、配网自动化建设对供电可靠性的影响研究
28、浅谈电力自动化管理系统
29、铁路变电站自动化监控系统的研制
30、浅析集控站综合自动化系统运行中存在的问题
31、基于IEC 61850的变电站自动化 系统安全 风险评估
32、新型智能配电自动化终端自描述功能的实现
33、天津城市核心区配电自动化技术实施与进展
34、配电自动化若干问题的探讨
35、矿井主扇风机自动化与信息化改造
36、馈线自动化自适应快速保护控制方案
37、自动化系统运行中出现的操作失误、服务失败及补救措施
38、应用于拣选操作的自动化立体仓库作业优化调度
39、地质环境自动化远程监测项目社会评估--以山东省为例
40、矿井自动化项目技术管理模式浅论
41、自动化仓储系统优化方法的研究
42、电气自动化工程控制系统的现状及其发展趋势
43、自动化专业卓越工程师课程体系的改革与实践
44、国外配网自动化建设模式对我国配网建设的启示
45、煤矿自动化与信息化技术回顾与展望
46、基于调度策略的自动化仓库系统优化问题研究
47、配网自动化建设抵御呼伦贝尔寒冬
48、藁城新区水厂的自动化建设
49、综合自动化变电站电压量传输新方式
50、以先进自动化技术确保中线调水畅通
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毕业论文中期报告范文2000字1
1、论文题目：季戊四醇双缩酮的合成研究
2、论文进展状况：本毕业论文包括以下几个部分（1）查阅季戊四醇双缩酮的合成用的各种催化剂的合成资料。（2）查阅季戊四醇双缩酮的合成方法和应用的文献资料（3）制备催化剂。（4）初期数据的整理，做好后期实验的准备工作；（4）透过不同的方法合成季戊四醇双缩酮（5）后期数据整理和分析，，并比较各种合成方法的优缺点。（6）修改、完善毕业论文，准备答辩。在这一段时间的主要成果有：阅读了很多关于季戊四醇双缩酮及其催化剂的论文、期刊等资料，了解季戊四醇双缩酮及其催化剂的主要合成方法，用途和化学特性等，为后期实验中能够更准确的完成做准备；用磷酸氢二钠和钨酸钠合成了十二钨磷酸，并透过比较找出了最佳反应的比例和最适合的反应条件，透过对氨基苯磺酸催化苯乙酮和季戊四醇合成了季戊四醇双缩酮，找到了催化剂对氨基苯磺酸的最佳用量比例以及反应物的最佳比例和最适合的反应条件。详实记录了不同条件下的各反应的药品用量和反应现象。
3、存在问题及解决的措施：在查找资料过程中，遇到了某些不能确定的反应原理，经过查阅有关资料和请教指导老师，这个问题就迎刃而解了；在撰写论文开题报告时，参考文献的格式书写有误，经过老师的指点和认真翻阅毕业设计工具书，最后将其改正。在外文翻译初稿中，出现许多语病，翻译不准确、格式书写有误等问题，我重新审阅
多遍并在老师的帮忙下，完成了该部分任务。在实验的操作过程中不熟悉的操作经过老师的指导和同学的帮忙得到了解决
4、后期工作安排：截止到20XX年4月22日，论文书写工作按照计划已经进行了一半，在以后的日子里，争取完善前期工作，并且根据指导老师指点，优化一部分章节资料。然后继续完成论文的后期工作，具体如下：
（1）20XX年4月22日～20XX年5月2日完成论文的后期实验工作，并整理、分析实验数据；
（2）20XX年5月2日～20XX年5月10日书写并完成论文的后半部分初稿；
（3）20XX年2月10日～20XX年2月20日完善论文、准备论文答辩。
毕业论文中期报告范文2000字2
1、收集和整理资料，参阅部分收集到的资料，对论文命题有了初步的认识。
2、完成开题报告，并透过指导老师和论文开题答辩小组审查。
3、查找与阅读论文相关的适宜的英文文献，对其进行翻译并完成。
4、寻找实习单位，进行为期一个月的实习，实习资料涉及社会实践和与论文相关的实地研究。
5、实习期间写下实习周记，在实习结束后完成实习报告。
6、透过文献研究和实践研究，对论文命题有了较为全面的理解后，结合前人的研究成果，完成论文初稿的撰写。
毕业论文中期报告范文2000字3
目前已完成任务
1、收集整理资料，包括中日文的文献，对论文命题有了初步认识。
2、与指导老师进行商榷讨论，结合已有的研究资料，确定论文题目。
3、透过研究各项资料和与指导老师的探讨，对论文列出大致提纲，经指导老师改正指点，大致确定论文的基本思路。
4、透过文献研究和实践研究，对论文命题有了较为全面的理解后，结合前人的研究成果，完成论文初稿的撰写。
尚须完成的任务
1、日文文献资料不够充实。
2、论文思路不够严谨清晰，需要调整。
3、初稿还没彻底修改正确。
4、在修改初稿的基础上，完成第二、三稿，并尽快完成终稿。
存在的问题
1、提纲有些凌乱，有些地方条理不够清晰。
2、有关该研究的日文资料比较少，较难找，图书馆内相关文献少。
3、用词不当，出现语法错误。
4、论文要求格式较复杂，格式出现错误。
拟采取的办法
1、结合指导教师意见，透过与同学进行讨论，调整结构，
2、继续查阅相关资料，完善论文资料。
3、找出错词、语法不当之处，进行修改，并对论文语言进行润色。
4、找出格式错误，进行修改。
毕业论文中期报告范文2000字4
存在的主要问题及解决办法
到目前为止，在论文的写作中主要有以下几个问题：
1、对论文所涉及的知识认识得不够深刻，所以对命题的探讨但是深入。
2、研究中引入的数据不够，对相关问题的支撑程度不足。
3、论文的各部分之间的衔接不够强，有的地方缺少逻辑。
导致上述问题主要有两个原因，一是研究不够深入，二是撰写不够严密。针对这两个原因，解决方法有：
1、对论文所涉及的知识以及前人的研究成果理解程度需要更加深刻，在这个基础上才能得到有深度的结论。
2、需要对已完成的资料进行多次审阅，从资料、结构及用语等方面给予调整。
3、对于写作过程中遇到的具体难题要多向指导老师请求援助。
下一步的主要研究任务、具体设想与安排
在往后的论文写作中主要研究任务是在已完成的基础上给予完善，具体的方法是参阅更多的相关研究文章，尤其是研究较为完整系统的书籍，深度提取其成果，结合本文的研究方向与思路来引用，其中具体资料包括前期研究不足的怎样将crm与erp在财务、制造、库存、分销、物流和人力资源等连接起来方面的问题。针对此问题，需要更加具体的探索crm与erp的共性，如共通性与有机结合等问题。
另外，论文的.进度方面，在初稿基础上进行修改，争取在六月初完成论文终稿。
毕业论文中期报告范文2000字5
1、毕业设计进展状况
毕业设计开题之后，透过先前查阅的资料我初步了解了纳米纤维的定义及用途和静电纺丝装置，进一步地进行了溶液的配置、纺丝装置的搭建、静电纺丝实验。在这个过程中，我一向在不断地做实验，在做实验过程中，发现问题，并不断地进行比较分析，然后合理的修改相关参数。就一些实验中出现的问题，针对性做二次参照比较实验。在实验过程中，我也同时在进行相关性能测试。目前已基本完成了任务书中所要求纺丝任务。后序任务就是组装电池和测试电池性能，虽然后序工作量较小，但耗时较长，仍需要抓紧时间。
2、已获得阶段性成果
1－3周：进行资料查阅、翻译资料，提交开题、实习报告和相关的译文；4－6周：参照论文设计实验方案，分析比较并制定可行的工艺参数，改善制备工艺；完善实验资料，做预实验，构建静电纺丝装置；
7－9周：在实验室进行纺丝制备纤维毡，氧化炭化制备电池负极材料，进行电池组装测量等相关工艺。
3、存在的问题（或遇到的困难）
存在问题：
静电纺丝机装置构建比较复杂；
纺丝前驱液性质不稳定容易堵塞喷头或喷丝间断且都不宜毡化成网；
纺丝实验比较危险需要使用高压电、供液供气装置；
解决方案：
在老师及同学的帮忙下构建了比较完善的静电纺丝装置；
更换了实验材料、探索了适宜的溶液浓度、改善了配置溶液的条件、喷头上安装过滤装置；
对所有的实验装置用绝缘纸包装、对金属装饰用塑料隔离、尽量采用质
量和安全性能高的产品构建实验装置。
4、下一步的计划安排
10—12周：探索适宜的静电纺丝工艺参数，根据纺出的纳米纤维直径，对纺丝液浓度、电压、接收距离、气量、流量、温湿度等工艺参数进行调整。组装并测量电
池相关性能指标。
XX－XX周：处理实验数据、撰写毕业论文及准备答辩；
15周：答辩。
16周：完善论文。
5、实验收获和体会
透过近一个月的实验，我收获了许多，不仅仅巩固了自己的专业知识，而且锻炼了自己的动手操作潜力。此外，也学会了透过网络和检索查阅相关资料的潜力，同时还加深了同学彼此之间的友情，提高了团队的协作性。
当然，在实验的过程中，我们也难免遇到一些困难和挫折。此时，我们都尽量自己解决，少麻烦老师，这也就教会了我们独立处理和解决问题的潜力。有时碰到不懂或不理解的地方，我们同学几个也会互相商量，直到最后把这些疑问都解决掉，我们几个人都会因问题的解决而感到无比高兴和开心。但有时我们也会碰到专业方面的问题，解决不了的就翻看和查询相关资料，透过这些我们也增长了很多知识，拓宽了自己的知识面。在实验期间，老师也给了我们很多细心的帮忙和指导，让我们不至于有时手足无措。正是在老师的指导下，我们的实验才能这么顺利而有序的进行，真的很感谢老师的指导。
总的来说，我们确实从实验中受益匪浅。毕业设计真的给了我们大家一个很好的锻炼机会，不仅仅让我们学到知识，也锻炼了实验动手潜力。所以，我很感谢这次机会，同时也感谢老师的关心、帮忙和指导，我会继续努力做好实验，最终写出让人满意的毕业论文，从而顺利毕业，为自己的大学生活画上一个圆满的句号！
物质都是由分子组成，分子是由原子组成，原子中有带负电的电子和带正电荷的质子组成。在正常状况下，一个原子的质子数与电子数量相同，正负平衡，所以对外表现出不带电的现象。但是电子环绕于原子核周围，一经外力即脱离轨道，离开原来的原子儿而侵入其他的原子B，A原子因缺少电子数而带有正电现象，称为阳离子、B原子因增加电子数而呈带负电现象，称为阴离子。造成不平衡电子分布的原因即是电子受外力而脱离轨道，这个外力包含各种能量(如动能、位能、热能、化学能……等)在日常生活中，任何两个不同材质的物体接触后再分离，即可产生静电。当两个不同的物体相互接触时就会使得一个物体失去一些电荷如电子转移到另一个物体使其带正电，而另一个体得到一些剩余电子的物体而带负电。若在分离的过程中电荷难以中和，电荷就会积累使物体带上静电。所以物体与其它物体接触后分离就会带上静电。通常在从一个物体上剥离一张塑料薄膜时就是一种典型的“接触分离”起电，在日常生活中脱衣服产生的静电也是“接触分离”起电。固体、液体甚至气体都会因接触分离而带上静电。这是因为气体也是由分子、原子组成，当空气流动时分子、原子也会发生“接触分离”而起电。我们都知道摩擦起电而很少听说接触起电。实质上摩擦起电是一种接触又分离的造成正负电荷不平衡的过程。摩擦是一个不断接触与分离的过程。因此摩擦起电实质上是接触分离起电。在日常生活，各类物体都可能由于移动或摩擦而产生静电。另一种常见的起电是感应起电。当带电物体接近不带电物体时会在不带电的导体的两端分别感应出负电和正电。在干燥和多风的秋天，在日常生活中，我们常常会碰到这种现象：晚上脱衣服睡觉时，黑暗中常听到噼啪的声响，而且伴有蓝光，见面握手时，手指刚一接触到对方，会突然感到指尖针刺般刺痛，令人大惊失色；早上起来梳头时，头发会经常“飘”起来，越理越乱，拉门把手、开水龙头时都会“触电”，时常发出“啪、啪”的声响，这就是发生在人体的静电，上述的几种现象就是体内静电对外“放电”的结果。人体活动时，皮肤与衣服之间以及衣服与衣服之间互相摩擦，便会产生静电。随着家用电器增多以及冬天人们多穿化纤衣服，家用电器所产生的静电荷会被人体吸收并积存起来，加之居室内墙壁和地板多属绝缘体，空气干燥，因此更容易受到静电干扰。由于老年人的皮肤相对比年轻人干燥以及老年人心血管系统的老化、抗干扰能力减弱等因素，因此老年人更容易受静电的影响。心血管系统本来就有各种病变的老年人，静电更会使病情加重或诱发室性早搏等心律失常。过高的静电还常常使人焦躁不安、头痛、胸闷、呼吸困难、咳嗽。为了防止静电的发生，室内要保持一定的湿度，室内要勤拖地、勤洒些水，或用加湿器加湿；要勤洗澡、勤换衣服，以消除人体表面积聚的静电荷。发现头发无法梳理时，将梳子浸入水中片刻，等静电消除之后，便可以将头发梳理服帖了。脱衣服之后，用手轻轻摸一下墙壁，摸门把手或水龙头之前也要用手摸一下墙，将体内静电“放”出去，这样静电就不会伤你了。对于老年人，应选择柔软、光滑的棉纺织或丝织内衣、内裤，尽量不穿化纤类衣物，以使静电的危害减少到最低限度。如何防止静电人体活动时，皮肤与衣服之间以及衣服与衣服之间互相摩擦，便会产生静电。随着家用电器增多以及冬天人们多穿化纤衣服，家用电器所产生的静电荷会被人体吸收并积存起来，加之居室内墙壁和地板多属绝缘体，空气干燥，因此更容易受到静电干扰。由于老年人的皮肤相对比年轻人干燥以及老年人心血管系统的老化、抗干扰能力减弱等因素，因此老年人更容易受静电的影响。心血管系统本来就有各种病变的老年人，静电更会使病情加重或诱发室性早搏等心律失常。过高的静电还常常使人焦躁不安、头痛、胸闷、呼吸困难、咳嗽。为了防止静电的发生，室内要保持一定的湿度，室内要勤拖地、勤洒些水，或用加湿器加湿；要勤洗澡、勤换衣服，以消除人体表面积聚的静电荷。发现头发无法梳理时，将梳子浸入水中片刻，等静电消除之后，便可以将头发梳理服帖了。脱衣服之后，用手轻轻摸一下墙壁，摸门把手或水龙头之前也要用手摸一下墙，将体内静电“放”出去，这样静电就不会伤你了。对于老年人，应选择柔软、光滑的棉纺织或丝织内衣、内裤，尽量不穿化纤类衣物，以使静电的危害减少到最低限度。1、出门前去洗个手，或者先把手放墙上抹一下去除静电,还有尽量不穿花纤的衣服。2、为避免静电击打，可用小金属器件（如钥匙）、棉抹布等先碰触大门、门把、水龙头、椅背、床栏等消除静电，再用手触及。3、穿全棉的内衣。4、准备下车的时候，用右手握住档，然后用手指碰着下面铁的部位，然后开车门，把左手放在车门有铁的位置，但是左手别松，然后把右手放掉，下车，这时候你再用右手抓着门就不会被电到了~~哈。。接下去，用力一关，，搞定~~5、对付静电，我们可以采取“防”和“放”两手。“防”，我们应该尽量选用纯棉制品作为衣物和家居饰物的面料，尽量避免使用化纤地毯和以塑料为表面材料的家具，以防止摩擦起电。尽可能远离诸如电视机、电冰箱之类的电器，以防止感应起电。“放”，就是要增加湿度，使局部的静电容易释放。当你关上电视，离开电脑以后，应该马上洗手洗脸，让皮肤表面上的静电荷在水中释放掉。在冬天，要尽量选用高保湿的化妆品。常用加湿器。有人喜欢在室内饲养观赏鱼和水仙花也是调节室内湿度的一种好方法。另外，推荐给您一个经济实用的加湿方法：在暖气下放置一盆水，用一条旧毛巾(或吸水好的布)，一头放在水里，一头搭在暖气上，这样一昼夜可以向屋里蒸发大约三升水。如果每个暖气都这样做，整个房间就会感到湿润宜人。您不妨试试。6、勤洗澡、勤换衣服，能有效消除人体表面积聚的静电。人们在日常生活里，有时由于穿着、气候、摩擦等原因，常常导致身体积累静电。而突然碰处金属时，就会招受电击的疼痛感，某阶段常发生时甚至可以造成某种心理压力。如果暂时回避接触铁器，身上的电荷可能会积累更多，早晚会受更大的电击。下面是两个小窍门，有助于防止这种电击。1、在房屋内，地毯与鞋底摩擦后可能产生静电，在屋外也可能由于刮风导致身上带电。这时进出要碰铁门时小心，手可能挨电打。反复遇到这样的情况后，可采取如下办法避免电击：在碰铁门时，不要直接用手直接接触铁门，而是用手先大面积抓紧一串你口袋里的钥匙（通常这并不会遭电击），然后，用一个钥匙的尖端去接触铁门，这样，身上的电就会被放掉，而且不会遭电击。原理：手上放电的疼痛是由于高压放电，由于放电时手与铁门突然接触时是极小面积的接触，因而产生瞬间高压。如果拿出来口袋里的钥匙，先大面积握住钥匙（一串钥匙本身不能传走多少电荷因而这时也不会有电击），再用一把钥匙的尖端去接触大的导体，这时，放电的接触点就不是手皮肤上的某个点，而是钥匙尖端，因此手不会感到疼痛（也许钥匙会！----如果它有疼感的话）。2、下出租车时也常发生电击现象。主要由于下车时身体与座位摩擦产生静电积累，而下车后关门时，手突然碰铁门就会遭电击。这种情况常发生时，最好注意：下车时，即在身体与座位摩擦时，就提前手扶金属的车门框，可以在摩擦产生静电时，随时把身上的静电排掉，而不至于下车后突然手碰铁门时放电静电利与弊我们知道，摩擦可以起电。摩擦后的正负电荷是被束缚在带电体上的。它不能像电线中的电荷那样定向移动，所以，人们称之为静电荷，简称静电。静电的危害很多，它的第一种危害来源于带电体的互相作用。在飞机机体与空气、水气、灰尘等微粒摩擦时会使飞机带电，如果不采取措施，将会严重干扰飞机无线电设备的正常工作，使飞机变成聋子和瞎子；在印刷厂里，纸页之间的静电会使纸页粘合在一起，难以分开，给印刷带来麻烦；在制药厂里。由于静电吸引尘埃，会使药品达不到标准的纯度；在放电视时荧屏表面的静电容易吸附灰尘和油污，形成一层尘埃的薄膜，使图像的清晰程度和亮度降低；就在混纺衣服上常见而又不易拍掉的灰尘，也是静电捣的鬼。静电的第二大危害，是有可能因静电火花点燃某些易燃物体而发生爆炸。漆黑的夜晚，我们脱尼龙、毛料衣服时，会发出火花和“叭叭”的响声，这对人体基本无害。但在手术台上，除电火花会引起麻醉剂的爆炸，伤害医生和病人；在煤矿，则会引起瓦斯爆炸，会导致工人死伤，矿井报废。总之，静电危害起因于用电力和静电火花，静电危害中最严重的静电放电引起可燃物的起火和爆炸。人们常说，防患于未然，防止产生静电的措施一般都是降低流速和流量，改造起电强烈的工艺环节，采用起电较少的设备材料等。最简单又最可靠的办法是用导线把设备接地，这样可以把电荷引人大地，避免静电积累。细心的乘客大概会发现；在飞机的两侧翼尖及飞机的尾部都装有放电刷，飞机着陆时，为了防止乘客下飞时被电击，飞机起落架上大都使用特制的接地轮胎或接地线；以泄放掉飞机在空中所产生的静电荷。我们还经常看到油罐车的尾部拖一条铁链，这就是车的接地线。适当增加工作环境的湿度，让电荷随时放出，也可以有效地消除静电。潮湿的天气里不容易做好静电试验，就是这个道理。科研人员研究的抗静电剂，则能很好地消除绝缘体内部的静电。然而，任何事物都有两面性。对于静电这一隐蔽的捣蛋鬼。只要摸透了它的脾气，扬长避短，也能让它为人类服务。比如，静电印花、静电喷涂、静电植绒、静电除尘和港电分选技术等，已在工业生产和生活中得到广泛应用。静电也开始在淡化海水，喷洒农药、人工降雨、低温冷冻等许多方面大显身手，甚至在字宙飞船上也安装有静电加料器等静电装置。
1.7静电现象的应用
中科院化学所工程塑料国家重点实验室取得的成就有：单体插层缩聚制备了尼龙6/粘土纳米复合材料，可大幅度提高其热变形温度，扩大了材料的应用范围，并对插层剂的碳链长度与有机蒙脱土的层间距的关系进行了研究，在此基础上开发了PET/粘土、PBT/粘土纳米复合材料，提高了材料的热性能和阻隔性，其中PET/粘土纳米复合材料的结晶速度较PET提高了约5倍。此外还通过聚合物溶液插层及熔体插层分别制备出硅橡胶/蒙脱土及PS/粘土纳米复合材料，其中硅橡胶/蒙脱土纳米复合材料具有良好的耐磨性，各项物理、力学性能指标得到很大提高，可代替气相白炭黑填充硅橡胶，具有实用前景。相信在不久的将来，PLS纳米复合材料将会广泛应用于高分子材料及其它领域。
回转滚筒干燥设备主要用于硬磁铁氧体粉料的预烧，亦可应用于水泥、冶金、化工等行业。设备由主窑及其支承传动装置、冷却管、燃油系统、电气控制、二次进风装置、排气除尘装置和预热窑体等组成。具有超温报警、过载报警、工作温度自动控制、窑内氧气可调等功能。
工作原理：
湿物料从干燥机一端投入后，在内筒均布的抄板器翻动下，物料在干燥器内均匀分布与分散，并与并流(逆流)的热空气充分接触，加快了干燥传热、传质推动力.在干燥过程中，物料在带有倾斜度的抄板和热气流的作用下，可调控地运动至干燥机另一段星形卸料阀排出成品。加热方式有直接加热和间接加热两种形式。
滚筒干燥机、回转筒干燥机虽大体类同，但具有较多的烘干机型号和系列。国内不同的干燥设备企业生产中主打系列也会有所不同。我们在此主要说明的是HZG转筒式烘干机。
滚筒干燥机、回转筒干燥机处理量大，操作简便，烘干效果好，被干燥的物料与热风直接接触，以对流传热的方式进行干燥。按照热风与物料之间的流动方向，分为并流式和逆流式。在并流式中热风与物料移动方向相同，入口处温度较高的热风与湿含量较高的物料接触。因物料处于表面汽化阶段，故产品温度仍然大致保持湿球温度。
滚筒干燥机、回转筒干燥机出口侧的物料虽然温度在升高，但此时的热风温度已经降低，故产品的温度升高不会太大。因此选用较高的热风入口温度，不会影响产品的质量。这对于热敏性物料的干燥包括那些含有易挥发成份物料的干燥，例如肥料行业中铵基盐的干燥是适宜的。但对于铵基盐的干燥，物料温度应低于90℃，以免发生燃烧。
另外，对于附着性较大的物料，选用并流干燥也十分有利。在逆流式中热风流动方向和物料移动方向相反。对于耐高温的物料，采用逆流干燥，热利用率高。干燥器的空气出口温度在并流式中一般应高于物料出口温度约10-20℃。在逆流式中空气出口温度没有明确规定，但设计时采用100℃作为出口温度比较合理。
各个学校都有不同的要求，手里有我自己的，也有别的学校的，你要要的话Email： 可以传给你做个参考！
开题报告填写事项一、填写必须实事求是，字迹要端正、清楚。二、本报告的第一至第六部分由研究生本人填写（字数不少于2000字）。其余部分由指导教师、开题报告评议小组、教研室（研究室）主任、院长、研究生处填写。三、硕士研究生开题报告日期规定为进校后第三学期完成。四、开题报告评议小组由学院统一集中组织，对开题报告通不过者要在1至2个月内补做，重新审核合格后，才允许正式进入课题，否则取消进入论文阶段资格。五、此表留存研究生处学位办一份。 本课题所涉及的内容（包括实验数据、计算机程序、导师未公开发表的研究成果及心得等），除在毕业论文中所发表的以外，本人保证：未经导师正式同意，五年内不以任何形式向第三方公开。研究生（签字） 导 师（签字） 年 月 日 一、课题的来源及意义本课题主要来源于导师的研究课题。现代科学技术发展使得复合化成为材料发展的必然规律。近年来，纳米复合材料的研究发展迅速，无论是从学术研究角度考虑，还是从工业生产实际出发，人们都已开展了大量的实验研究工作。所谓纳米复合材料（Nanocomposites）是80年代初由Roy等人提出的，是指复合材料中分散相尺度至少有一维小于100nm的复合材料。由于纳米粒子具有小尺寸效应、大的比表面产生的界面效应、量子效应等特殊性能，故能赋予纳米复合材料许多特殊的性能，为设计和制备高性能、多功能新材料提供了新的机遇。纳米复合材料被誉为“21世纪最有前途的材料”，成为材料科学研究的热点之一。聚合物/层状硅酸盐（Polymer/Layered Silicate，PLS）纳米复合材料是纳米复合材料领域重要研究方向之一。PLS纳米复合材料既具有高分子材料的质轻、耐腐蚀、绝缘性好、易加工等特点，又具有无机材料的高强度、高模量、高耐热性等优点，有着广阔的发展前景。PLS纳米复合材料除具有一般纳米复合材料的性能外，还因其特有的纳米尺度上的片层结构使得复合材料的耐热性、尺寸稳定性、气体阻隔性及阻燃性等得到明显提高。PLS纳米复合材料的研制与开发为提高传统聚合物材料性能、拓宽聚合材料的应用范围起到了极大的促进作用。根据复合物的微观结构，可以把复合物分成四类：相容性差的粒子填充复合物；普通的微粒填充复合物；插层型纳米复合材料；剥离型纳米复合材料。只有第三、第四类复合物实现了纳米尺度上的插层复合，且第四类复合物即剥离型纳米复合材料由于无机物在聚合物基体中实现了充分均匀的分散，其纳米尺度效应显著、界面结合强度更高。此类复合材料具有优异的力学性能和耐热性，并且材料的阻隔性均有所提高，是当前研究的主方向。PLS纳米复合材料以其优良的性能越来越受到广泛地重视。目前，PLS纳米复合材料已从基础研究阶段向工业化生产阶段发展，日本的丰田公司（TOYOTA）、宇部公司（Unitsika）、美国的南方粘土（Southernay）等已经研制开发出PLS纳米复合材料的商业化产品。本课题利用省内层状硅酸盐矿物（膨润土）和高分子原料，对聚合物原料进行改性，对膨润土原料进行深加工处理。研究聚合物、层状硅酸盐二者之间的复合机理、结晶过程、界面特征以及结构性能之间的关系，研究加工制备工艺过程对PLS纳米复合材料性能的影响以及最佳制备工艺参数的确定。用合理的加工技术方法，制备出性能优良的剥离型纳米复合材料。这既是本课题的特色和创新之处也是纳米复合材料的研究发展趋势所在。二、简述该领域目前的国内外研究水平和发展趋势聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料是当今众多无机纳米粒子改性复合材料中最有潜力的一类纳米复合材料，也是目前研究最多、最有希望工业化生产的聚合物纳米复合材料。自从1987年日本丰田公司的研究开发中心首次报道用插层聚合的方法制备了尼龙6/粘土纳米复合材料以来，由于聚合物/粘土纳米复合材料实现了纳米相分散、强界面作用和自组装并具有较常规聚合物/无机填料复合材料无法比拟的优点（如优异的力学、热学性能和气体阻隔性能等），因此倍受关注。据报导，预计今后PLS纳米复合材料的产值每年会增长约100%。到2009年，产值会达到15亿欧元/年，产量会达到50万吨/年。PLS纳米复合材料将会遍及人们生活的各个方面，飞机、汽车、包装、电子电器、建材、家俱等产业将广泛受益于这种新型材料。1、 国外PLS纳米复合材料研究现状自从20世纪80年代末期，Okada等人报道了PA6/层状硅酸盐纳米复合材料以来，迄今这一领域已得到长足的发展，成为目前聚合物材料的一个新热点。到目前为止，日本丰田研究中心、美国康耐尔大学、密歇根大学以及中国科学院化学研究所国内外众多研究单位都在这一领域进行深入的科学研究。1987年，丰田中心研究和发展公司的Fukushima和Inagaki仔细地研究了聚合物/层状硅酸盐复合材料后，用季铵盐取代粘土片层间的无机离子，成功地改善了粘土与聚合物基体的相容性，研制出PLS型尼龙6/硅酸盐纳米复合材料，材料的热变形温度较纯尼龙6有大幅度提高，同时力学性能与阻隔性能均有不同程度的提高。丰田中心研究和发展公司的Usuki、Fukushima用已内酰胺的原位聚合法制备了剥离型的尼龙6/蒙脱土纳米复合材料（季铵盐改性的蒙脱土事先被均匀地分散于已内酰胺中），并制备出聚酰亚胺/蒙脱土纳米复合材料，发现只需添加2%（质量分数）的粘土，材料的气体阻隔性及线胀系数显著降低，适合PI在微电子领域的应用，这极大地引起了材料科学家的关注。美国Comell大学的R A Vaia和E P Giannelis等对聚合物熔体插层进行了热力学分析，认为该过程是焓驱动的，因而必须加强聚合物与粘土间的相互作用以补偿整个体系熵值的减少。在此理论的指导下，他们通过聚合物熔体插层制备出PS/粘土，聚氧乙烯/粘土纳米复合材料，并对层间聚合物的受限运动行为进行了研究。Usuki等人深入研究了有机插层剂对插层复合的影响，并制备出一系列PLS纳米复合材料，并首先报道了“两步法”制备聚酰胺6/蒙脱土纳米复合材料，即先用12~18烷基氨基酸作插层剂对钠基蒙脱土进行阳离子交换处理，然后将阳离子交换后的蒙脱土与ε-己内酰胺复合，在常规条件下聚合，得到聚酰胺6/粘土纳米复合材料。西欧一些国家也先后制定了发展纳米复合材料研究的计划。一些国外的大公司特别是生产聚合物的厂家纷纷加入聚合物纳米材料的开发应用。目前，丰田汽车公司已成功地将Nylon 6/clay纳米复合材料应用于汽车上。由于层状硅酸盐是纳米尺度分散于聚合物基体中，可以成膜、吹瓶和纺丝。在成膜和吹瓶过程中，硅酸盐片层平面取向形成阻挡层，因此可用于高性能包装和保鲜膜。2、国内PLS纳米复合材料研究现状我国的PLS纳米复合材料研究开始于90年代，现已取得了许多成果，并已列入国家“863规划”和“九五计划”的重点研究开发课题。中科院化学所对聚合物基粘土纳米复合材料的研究，发明了“一步法”制备Nylon 6/粘土纳米复合材料（nc-PA6），即将蒙脱土阳离子交换、己内酰胺单体插层以及单体聚合在同一个分散体系中完成，在不降低产品性能的前提下缩短了工艺流程，降低了成本。黄锐等利用刚性粒子对聚合物改性的研究在学术界极有影响；另外，四川大学高分子科学与工程国家重点实验室发明的磨盘法、超声波法制备聚合物基纳米复合材料也是一种很有前景的制备手段。中科院化学所工程塑料国家重点实验室取得的成就有：单体插层缩聚制备了尼龙6/粘土纳米复合材料，可大幅度提高其热变形温度，扩大了材料的应用范围，并对插层剂的碳链长度与有机蒙脱土的层间距的关系进行了研究，在此基础上开发了PET/粘土、PBT/粘土纳米复合材料，提高了材料的热性能和阻隔性，其中PET/粘土纳米复合材料的结晶速度较PET提高了约5倍。此外还通过聚合物溶液插层及熔体插层分别制备出硅橡胶/蒙脱土及PS/粘土纳米复合材料，其中硅橡胶/蒙脱土纳米复合材料具有良好的耐磨性，各项物理、力学性能指标得到很大提高，可代替气相白炭黑填充硅橡胶，具有实用前景。相信在不久的将来，PLS纳米复合材料将会广泛应用于高分子材料及其它领域。3、存在的问题及研究发展趋势PLS纳米复合材料的不断涌现以及大量研究结果的报道，让我们看到了这类复合材料具有的优异特性，使得层状无机物插层改性聚合物制备高性能纳米复合材料成为国际上最新技术热点之一，但也存在以下几个问题。① PLS纳米复合材料的研究尽管十分热门，但由于其插层复合机理复杂、结构与界面特征复杂，微区尺寸小，再加上量子效应、表面效应等，对它的研究还不够深入，特别是运用热力学、动力学和结晶学知识研究不够。对其结构、形态特征与材料性能的关系研究较少，合成方法大多基于合成宏观材料上的改进，存在着一定局限性；② 剥离型PLS纳米复合材料比其它类型的复合材料具有更优异的性能，但对原材料加工处理、制备方法要求严格，对其制备工艺及过程研究不够；③ 高聚物与纳米材料的混合、分散缺乏专业设备，用传统的设备往往使纳米粒子得不到良好的分散，要研究出新的混合分散技术方法及设备。三、课题所要研究的内容及实施方案(主要研究内容及预期成果，拟采用的研究方法、技术路线、实验方案的可行性分析。)1、研究内容（1）了解相应聚合物的物理化学性质，合成方法，用途及研究现状；了解PLS纳米复合材料所具备的优良性能，熟悉国内外PLS纳米复合材料的应用现状、研究进展、存在的问题及解决的措施； （2）研究层状硅酸盐（膨润土）矿物学特征和纳米结构特征（层间距、层面特征和边缘特征），熟悉测试表征方法；并掌握对测试结果分析的技术方法；（3）深入研究膨润土提纯、钠化、有机化的各种方法、反应机理；了解钠基土及有机土的应用价值和研究现状；制定合理的实验方案，对膨润土进行提纯，通过实验选择合适的反应条件和合适的钠化剂和表面修饰剂进行钠化、有机化，制备出亲油或亲水亲油的纳米膨润土；（4）了解剥离型PLS纳米复合材料制备方法及性能特点，从动力学、热力学、结晶学、流变学等方面探讨纳米材料复合过程和机理；（5）选择聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、聚氨酯（PU）两种聚合物，对其进行改性（接枝方法和离子化方法）制定合理的加工制备方案、确定最佳实验流程及实验参数，制备出剥离型PLS纳米复合材料；（6）从制备方法、表面改性剂的选择、加入第三组分等方面研究有机膨润土在聚合物中的分散形态；并探讨多相体系中物相界面结构特征，制备出剥离型纳米复合材料。 （7） 研究PLS纳米复合材料结构和性能之间的关系。进行产品结构分析、力学性能和阻燃性能对比测试分析。2、预期成果（1）制备出优良的有机膨润土，制备出改性性能良好的聚合物；（2）制备出剥离型PLS纳米复合材料；（3）预期在核心期刊发表2篇论文或申报1项发明专利；（4）完成毕业论文的编写，顺利通过答辩。3、研究方法及技术路线（1）实验研究流程图（2）实验研究过程（方案）① 层状硅酸盐的选择及改性处理目前为止，能够在PLS纳米复合材料中得到应用的有膨润土、高岭土、海泡石等少数几种属于层状硅酸盐的矿物质。这其中最根本的原因是绝大多数的层状无机矿物质无法利用插层处理的方式扩张其片层之间的重复间距。因此，虽然他们具有层状的结构，各相邻的片层之间也具有一定的空间，但却不足以容纳旋转半径为上百埃的聚合物分子链插入到各片层之间，形成所谓的插层复合材料；而仅仅允许离子、小分子等小的介质进入其中。对于膨润土、高岭土等粘土矿物， 由于他们具有较大的初始间距以及可交换的层间阳离子，使得我们可以利用离子交换的方式将他们的层间距扩大到允许聚合物分子链插入的程度，从而可以利用它们制备出性能优异的插层纳米复合材料。本课题利用省内矿产资源优势膨润土，其主要成分为蒙脱石。蒙脱石的基本结构单元是有一片铝氧八面体夹在两片硅氧四面体之间靠共用氧原子而形成的层状结构，属于2：1型层状硅酸盐。每个结构单元的尺度为1nm厚、长宽均为100nm的片层，层间有可交换性阳离子，如Na+、Ca2+、Mg2+等金属离子，因此容易与烷基季铵盐或其他有机阳离子进行交换反应生成有机膨润土。由于膨润土本身的亲油性较差，聚合物的单体或分子链又多为亲油性物质。因此，膨润土使用前必须经过有机化改性处理。膨润土改性处理方案。A、膨润土的提纯实验方案：将膨润土与水（固液比为1：10）配成悬浮液，再经高速旋转的离心机沉降分离，并且加入适量的分散剂（六偏磷酸钠），进一步分离粒度较细的碎屑矿物（长石、碳酸盐等），得到粒度小于5µm的膨润土浆料或悬浮液，再将该悬浮液抽滤、洗涤、干燥、打散解聚，即可得到高纯度的膨润土产品。测其吸蓝量，CEC，膨胀倍，胶质价等性能指标。B、钙基膨润土的钠化钠化原理：当膨润土-水系统中存在两种离子时，就存在一个动态的吸附-解吸平衡，即离子吸附与交换过程。如当膨润土-水系统中同时含有Ca2+、Na+时就会发生如下离子交换平衡： Ca-膨润土+2Na+ 2Na-膨润土+Ca2+钠化剂的选择、用量、钠化温度及钠化时间对钠化效果都有一定的影响，通过实验，确定最佳反应条件。C、膨润土的有机化在制备PLS纳米复合材料时，常采用有机阳离子（插层剂）进行离子交换而使层间距增大，并改善层间微环境，使粘土内外表面由亲水转变为疏水，降低硅酸盐表面能，以利于单体或聚合物插入粘土层间形成PLS纳米复合材料。因此插层剂的选择是制备PLS纳米复合材料的关键步骤之一。它必须符合以下几个条件：（1）容易进入层状硅酸盐晶片（001面）间的纳米空间，并能显著增大粘土晶片间层间距；（2）插层剂分子应与聚合物单体或高分子链具有较强的物理或化学作用；（3）价廉易得，最好是现有的工业品。在不同用量、酸碱性、反应温度等条件下，选择阳离子（十六烷基三甲基溴化铵）、阴离子（十二烷基硫酸钠）及阴阳双离子为插层剂，制备有机土，通过测试确定最佳反应条件。② 聚合物改性③ PLS纳米复合材料的制备A、复合材料的类型从微观结构上看，复合材料可分为四类，如下图。在第一类复合物中（a），蒙脱土颗粒分散在聚合物基体中，但聚合物与蒙脱土的接触仅限于蒙脱土的颗粒表面，聚合物没有进入蒙脱土颗粒中。第二类复合物（b）中，聚合物进入蒙脱土颗粒，但没有插层进入硅酸盐片层中。在插层型复合物（c）中，聚合物不仅进入蒙脱土颗粒，而且插层进入硅酸盐片层间，使蒙脱土的片层间距明显扩大，但还保留原来的方向，片层仍然具有一定的有序性。在剥离型复合物（d）中，蒙脱土的硅酸盐片层完全聚合物打乱，无规则地分散在聚合物基体中，此时蒙脱土片层与聚合物实现了纳米尺度上的均匀混合。四类复合材料中只有后两种才算是纳米复合材料，而且第四类剥离型复合材料比第三类插层型复合材料具有更理想的性能，是众多材料科学家追求的目标，也是本课题研究的重点。 B、制备方法插层复合法（Intercalation Compounding）是制备PLS纳米复合材料的方法。按照复合的过程，插层复合法可分为两大类。（1）插层聚合法（Intercalation Polymerization），即先将聚合物单体分散、插层进入层状硅酸盐片层中，然后原位聚合，利用聚合时放出的大量热量，克服硅酸盐片层间的库仑力，使其剥离（exfoliate），从而使硅酸盐片层与聚合物基体以纳米尺度相复合；（2）聚合物插层（Polymer Intercalation），即将聚合物熔体或溶液与层状硅酸盐混合，利用力化学或热力学作用使层状硅酸盐剥离成纳米尺度的片层并均匀分散在聚合物基体中。从制备方法来看，PLS纳米复合材料的制备可分为单体插层原位聚合与大分子直接插层；从实施途径来说有溶液法和熔体法。它们互相组合成四种具体制备过程：大分子熔体直接插层；大分子溶液直接插层；单体熔体插层原位本体聚合；以及单体溶液插层原位溶液聚合。制备PLS纳米复合材料流程图如下：C、有机土加入量的选取有机土加入量的多少直接影响着制品的质量和性能，有机土的加入量过高时，体系的粘度增大，很难脱泡及浇注；有机土加入量过低时，有机土在体系中的分散不好，起不到增强和增韧的效果。对于有机土加入量的多少，在研究领域内众口不一。我们采用不同含量（2-5%）的有机土进行插层复合，寻找最佳加入量。D、实验方案以PBT、PU聚合物为例，选用合适的插层方法，在不同的配料比下插层复合，测其力学性能、阻燃性能、热稳定性能等，从热力学、动力学等方面研究复合机理及影响复合过程的因素，得到性能优良的剥离型PLS纳米复合材料。（3）PLS纳米复合材料主要性能测试与表征① 甲醛容量法测膨润土阳离子交换容量（CEC），测吸蓝量计算膨润土中蒙脱土的含量，带塞量筒测其膨胀倍、胶质价；② 扫描电镜（SEM）测聚合物及PLS纳米复合材料的微观形貌；③ 傅立叶转换红外光谱(FTIR)分析，根据谱图的吸收峰判断有机化改性效果及插层效果；④ X射线衍射分析仪（XRD）测试膨润土的层间距和复合材料的剥离程度；根据谱图用Jade软件确定蒙脱土的化学成分及含量；⑤ 差热-热失重分析仪（TG-DTA）测定膨润土的转化温度及复合材料的热稳定性；⑥ 电子万能实验机测拉伸强度和断裂伸长率，判断聚合物及PLS纳米复合材料的力学性能。4、实验研究方案的可行性分析（1）实验室有一系列的实验仪器：如真空泵、磁力搅拌器、恒温水浴锅、高温炉、干燥箱、开练机、双螺杆机和造粒机等；学校测试中心有扫描电镜、X-射线衍射仪、傅立叶转换红外光谱仪、差热-热失重分析仪、原子力显微镜等测试用仪器；（2）导师长期从事这一领域的研究工作，有扎实的理论基础和丰富的实践经验，有师生组成的研究团队；（3）学校图书馆可以查到大量的中外文文献资料和学术专著，可供参考；（4）与企业合作，有丰富的实践基地和广阔的应用前景；（5）已做了一些实验前期工作，制得的复合材料力学性能显著提高，且热稳定性很好；（6）实验方案叙述合理，技术路线可行，理论基础清楚明了，实验研究条件基本具备，加上前期研究工作的进展，故本实验研究方案是可行的。四、课题研究的创新之处(研究内容、拟采用的研究方法、技术路线等方面有哪些创新之处。)（1）PLS纳米复合材料作为一个崭新的研究领域，对其研究尤其剥离型复合材料的研究可以说仍处于初级阶段，理论上不够成熟，制备技术不够完善，对材料的复合机理，材料的结构及结构与性能间的关系等方面还有待于进一步探索。本课题从热力学、动力学等方面研究聚合物与层状硅酸盐（膨润土）复合的界面特征、内部结合机理，并探讨复合过程、材料结构对其力学性能、阻隔性能、流变性能、结晶性能等的影响。（2）剥离型PLS纳米复合材料的发展水平仍处在实验研究或专利阶段，工业化项目极少，在高性能工程塑料、高性能树脂基体中的研究报道还较少。本课题从表面改性剂的选择、加入第三组分、高性能纳米膨润土的制备、聚合物的改性、合理制备方法的选择等方面进行系统实验研究，制备出性能优异的剥离型纳米复合材料。五、工作量及工作进度安排(包括文献查阅、方案设计与实现、计算与实验、论文书写等)起止日期 课题阶段工作进程2007.2~2007.92007.10~2007.122008.1~2008.22008.3~2008.42008.5~2008.62008.7~2008.82008.9~2008.102008.11~2008.122009.1~2009.3查阅文献资料、学术专著、参考书等，同时做了大量实验前期工作及一定的实验研究工作；写开题报告并进行答辩，准备实验所需试剂和仪器；研究钠基土、有机土的结构及结构与性能的关系，设计实验方案；通过实验和性能表征确定钠化、有机化过程最佳反应条件；在最佳反应条件下制备大量有机土，用XRD、FTIR、TG-DTA等表征，做好实验记录；以PBT、PU聚合物为例，了解其物理化学性能、合成机理、合成方法及应用现状；选择合适的反应装置、合成方法，用单体合成所需要的聚合物；查阅大量当前最新的中外文文献，了解纳米复合材料的研究现状及先进的制备方法；选择不同的有机土加入量（2-5%），用聚合物熔融插层法，聚合物熔液插层法，单体插入原位聚合法等不同的方法，控制反应条件，制备PLS纳米复合材料；对制品进行力学性能、热学性能、阻隔性能等方面的测试，确定有机土的最佳加入量，找出即使制品性能优异、成本低又环保的制备方法；用SEM测试产品的形貌，证实其剥离程度；用XRD测试有机土的层间距，分析其改性效果；复合材料中界面层的性质可以用示差扫描量热法（DSC）来表征；热失重分析（TGA）可以研究有机物对蒙脱土的改性程度及纳米复合材料的耐热性；选择最好的制备方法，将聚合物与有机土进行复合，研制出纳米复合材料制品并详细表征其各种性能；撰写论文，准备答辩。六、国内外主要参考文献（列出作者、论文名称、期刊名称、出版年月） 序号 参考文献名称 梁宏斌，倪靖滨．聚合物/纳米复合材料研究进展[J]．化学工程师，2006，3：26-28．陈光明，李强，漆宗能．聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料研究进展[J]．高分子通报，1999，4：1-9．韩建竹，夏英．聚合物/蒙脱土纳米复合材料的研究进展[J]．高分子通报，2006，12：66-70．李春生，周春晖，李庆伟．聚合物/蒙脱土纳米复合材料的研究进展[J]．化工生产技术，2002，9（4）：22-26． 陈国华，李明春．聚合物/粘土纳米体系[J]．高分子材料科学与工程，1999，15（3）：9-12．Jitendra K 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