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水凝胶敷料的研究现状论文

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水凝胶敷料的研究现状论文

美国约翰·霍普金斯大学医学院报告称,他们开发出一种新型水凝胶生物材料,在软骨修复手术中将其注入骨骼小洞,能帮助刺激病人骨髓产生干细胞,长出新的软骨。在临床试验中,新生软骨覆盖率达到86%,术后疼痛也大大减轻。论文发表在2013年1月9日出版的《科学·转化医学》上。 埃里希还说,研究小组正在开发下一代移植材料,水凝胶和黏合剂就是其中之一,二者将被整合为一种材料。此外,她们还在研究关节润滑和减少发炎的技术。 加拿大最新的研究显示,水凝胶(Hydrogel)不仅有利于干细胞(Stem cell)移植,也可加速眼睛与神经损伤的修复。研究团队指出,像果冻般的水凝胶是干细胞移植的理想介质,可以帮助干细胞在体内存活,修复损伤组织。 中国科学院兰州化学物理所研究员周峰课题组利用分子工程,设计制备出一种具有双交联网络的超高强度水凝胶,大大提高了水凝胶的机械性能。相关研究已发表于《先进材料》。 据国外媒体报道,美国加州大学圣迭戈分校的纳米科学工程师日前研发出了一种凝胶,这种凝胶中含有能够吸附细菌毒素的纳米海绵。这 种凝胶有望用于治疗抗药性金黄色葡萄球菌(methicillin-resistant Staphylococcus aureus,MRSA。这种细菌产生了对所有青霉素的抗药性,常常被称作“超级细菌”)导致的皮肤和伤口上的感染。在不使用抗生素的情况下,这种“纳米 海绵水凝胶”能够把被抗药性金黄色葡萄球菌感染的小鼠皮肤上的损伤减小到最小。这项研究日前发表在学术期刊《先进材料》(Advanced Materials)上。

回答这个问题可以这么想,放舒欣贻贝粘蛋白水凝胶敷料确实不错

胶凝材料研究论文

普通水泥的生产由于要以石灰石为主要原料,煅烧水泥熟料,正在引起严重的污染,生态破坏,能源浪费,资源枯竭等一系列问题,凝石的生产与使用过程是火山成岩过程的仿真。凝石生产的能耗只有普通硅酸盐水泥的30%--50%,几乎不产生污染物,是21世纪最具发展潜力的绿色凝胶材料。凝石是根据火山成岩原理,以循环经济思想为指导,运用地球化,岩石矿物学理论,分子设计理论以及材料仿地设计原则等手段,对工业固体排放物,进行匹配设计,所获得的能够在常温下常压下聚合成天然岩石的生态胶凝材料。

资料分析是指用适当的统计分析方法对收集来的大量资料进行分析,提取有用资讯和形成结论而对资料加以详细研究和概括总结的过程。这一过程也是质量管理体系的支援过程。在实用中,资料分析可帮助人们作出判断,以便采取适当行动。以下是我为大家精心准备的:资料分析在混凝土配合比设计中的应用探究相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!

资料分析在混凝土配合比设计中的应用探究全文如下:

混凝土是全世界范围应用最为广泛的建筑材料。在混凝土诞生的一百多年中,无数科研工作者、工程实践者付诸大量的心血探索混凝土的奥秘。但是由于混凝土是一种从细观到巨集观都是高度非均质的多项复杂体系,在科学实践中存在众多问题。

混凝土配合比设计的研究对于混凝土生产企业优化工艺、降低成本有着重要意义,为此全世界范围内的学者都给出过不同的研究方法。但是现行的配合比设计方法仍存在较多问题亟待解决。究其原因主要是有关混凝土材料的基础理论性研究不足,导致现行的众多的配合比设计方法均不能以材料科学: 组成、结构与效能的科学方法来阐述混凝土的内在问题。

我们可以对国内外几种配合比设计方法进行简单的评价: 美国ACI 方法: 其优点在于简单易行,通过查表即可得出配合比,但是各个引数的选择理论依据不强,对于材料性状变化的敏感性差,是经验性配合比设计方法最为典型的案例。而英国BRE 方法,相比美国ACI 方法引数选择相似,但是其选择依据考虑的因素更多,缺点也比较明显,仍是图表选择的形式,可能导致普适性较差。法国Dreux 方法的优点在于各个引数考虑细致。但是,Dreux 级配曲线可能有一定局限性。法国 de. larrad 则在理论上更胜一筹,以物理模型和数学模型建立的设计方法。而我国现行的配合比设计方法更注重的是经验性设计。应该注意到,这样的配合比设计方法理论基础相对薄弱,经验性选择居多,并且计算结果偏差很大。具体表现在,强度公式引起的误差波动,其次用水量与砂率的选择依据也并不充分。

近年来,随着“人工神经网路”等资料分析方法研究的兴起,越来越多的人开始尝试用资料探勘与分析的方法来进行混凝土配合比的设计与优化。比如人工神经网路方法就具有非线性处理能力强、不需要明确的函式关系式等特点。一个三层BP 神经网路可以以任意精度近似任何连续函式。甚至有研究指出采用人工神经网路技术进行混凝土配合比设计,具有适应性强、准确有效的优点,是进行多组分混凝土配合比设计的一种切实可行的方法。

本文针对混凝土配合比设计的研究工作已经取得的进展,阐明混凝土配合比设计所存在的问题,分析并讨论资料分析在混凝土配合比设计中的地位与意义,为混凝土配合比设计的进一步研究与工程实践提供一定的参考价值。

1 资料分析与混凝土配合比设计

1. 1 人工神经网路

1. 1. 1 人工神经网路技术简介通常意义上的BP人工神经网路是以输入单元为自变数、输出单元为因变数、网路单元间的连线权值为调整参量,按最小误差原则逐步反馈修正而使网路达到最佳模拟状态的一种数学演算法,即误差反传误差反向传播演算法的学习过程,由资讯的正向传播和误差的反向传播两个过程组成。输入层各神经元负责接收来自外界的输入资讯,并传递给中间层各神经元; 中间层是内部资讯处理层,负责资讯变换,根据资讯变化能力的需求,中间层可以设计为单隐层或者多隐层结构; 最后一个隐层传递到输出层各神经元的资讯,经进一步处理后,完成一次学习的正向传播处理过程,由输出层向外界输出资讯处理结果。

当实际输出与期望输出不符时,进入误差的反向传播阶段。误差通过输出层,按误差梯度下降的方式修正各层权值,向隐层、输入层逐层反传。周而复始的资讯正向传播和误差反向传播过程,是各层权值不断调整的过程,也是神经网路学习训练的过程,此过程一直进行到网路输出的误差减少到可以接受的程度,或者预先设定的学习次数为止。

1. 1. 2 在混凝土配合比设计中的应用人工神经网路的特点是非线性处理能力强、不需要明确的函式关系式等,正是因为这些优点,人工神经网路技术慢慢渗透到了各行各业当中且有着非常广泛的应用。理论上讲,一般的三层BP 神经网路可以以任意精度近似任何连续函式。有科学研究指出,采用人工神经网路技术进行混凝土配合比设计,具有适应性强、准确有效的优点,是进行多组分混凝土配合比设计的一种切实可行的方法。刘国华等人曾以BP 网路表达的混凝土效能——配合比关系作为约束条件,以成本函式作为目标条件,采用Monte - Carlo 随机试验法建立直接优化设计模型,并对网路输入输出单元的选择和预测结果稳定性进行较深入的探讨,最终开发出了实用软体。

1. 1. 3 应用例项

用BP 人工神经网路技术建立一个混凝土配合比设计的预测模型,首先必须能够让输入单元反映出影响混凝土最终效能的各个因素,且输出单元要包括所设计混凝土的各项效能指标。因此输入单元主要包括各种原材料的用量和混凝土制作工艺,主要有以下几种: 胶凝材料水泥的品种、强度、初终凝时间; 砂的用量与细度模数; 石子的用量、颗粒级配和最大、最小粒径;矿物掺合料如膨润土、粘土、粉煤灰、矿渣、矿粉等的用量; 用水量; 外加剂 主要指减水剂用量及其减水率 。对于混凝土的制作工艺,主要是指其拌合方式,因为不同的拌合方式成本不同,得到的混凝土效能也有差异。而输出单元主要包括混凝土强度、流动度与和易性,其他各项效能因一般情况暂不要求顾不做考虑。

为了提高模型在实际运算中的效率,可根据不同要求对输入输出单元做适当取舍。将输入单元中原材料的影响分为用量与质量指标两类。对于原材料的用量,由于在具体工程中某些材料如矿物掺合料等不会被采用,因此可以忽略; 质量指标往往对于同一工程而言,同产地原材料效能变化不大,在计算中可视为常值不予考虑。如果样本中原材料种类过多,包含了预设输入单元以外的原材料,则视作无效样本,不予采用; 但当样本中原材料种类少于网路单元中原材料的种类时,此类样本中未使用的原材料用量可以以0 代替。当然,如果试验得到的混凝土效能种类少于网路输出单元的效能种类,则视为无效样本。

1. 2 模糊聚类分析

1. 2. 1 模糊聚类分析简介模糊聚类分析是用数学方法研究和处理所要研究物件的分类问题,即用数学定量地确定分析物件之间在性质、特征等方面的亲疏关系和相似性,从而实现对事物客观地分型划类的数学方法。它是一种非常有效的分类手段,广泛地应用于天气预报、地震预测、地质勘探、环境保护以及影象语言识别等领域之中; 但是模糊 *** 论不同于普通的 *** 论,它是一种全新的理论,因而理解起来需要作一下思维的变换。而聚类分析是数理统计中的一种多元分析方法,它是用数学方法定量地确定样本的亲疏关系,从而客观地进行型别的划分。在客观世界中,事物之间的界限有确切的亦有模糊的。

当分类要求涉及事物之间的模糊界限时,需运用模糊聚类分析方法。通常把被聚类的事物称为样本,将被聚类的一组事物称为样本集。模糊聚类分析有两种基本方法: 系统聚类法和逐步聚类法。聚类分析是用数学方法研究和处理所要研究物件的分类问题,即用数学定量地确定分析物件之间在性质、特征等方面的亲疏关系和相似性,从而实现对事物客观地分型划类的数学方法。用模糊聚类分析事物更加的灵活,客观和计算简便。

1. 2. 2 在混凝土配合比设计中的应用模糊聚类分析在混凝土配合比设计中的应用主要是采用基于模糊等价关系的动态聚类法,其计算过程主要是样本与聚类指标的选择、资料标准化、计算模糊相似关系、确定模糊等价关系和聚类,模糊聚类分析的结论并不表征物件绝对属于某一类,而是以清晰的阈值表征物件在一定程度上相对属于某一类。模糊聚类分析与BP 人工神经网路结合进行预测比单纯的模糊预测精度要高,所需的训练次数要少,而且预测效果要好。这是因为通过模糊聚类分析可以预先将各个模式分成若干类别,而如果单纯地通过隶属度进行预测计算则无法充分利用各个模式间存在的相容相斥关系,这样将会导致可利用的资讯不完整。

相反。如果能够很好地配合BP 人工神经网路的资讯处理机制,则可以充分增强神经网路的分类能力。除此之外,还可以使各个模式间的相容相斥资讯得以利用,预测精度会相应提高。模糊聚类由于可以从量上把握研究体系中的复杂和模糊不确定的关系,因此在混凝土配合比设计中应用模糊聚类方法可以解决那些往往无法定量讨论的问题。模糊聚类还可以通过对混凝土配合比基础理论的修正,来侧面优化通过人工神经网路建立的混凝土配合比设计系统。周双喜曾以钢渣粉、粉煤灰、矿渣粉、烧黏土等作为试验物件,把掺加不同掺合料胶砂的3d与28d 抗压、抗折强度作为样品的指标,通过模糊聚类分析了掺合料的活性,并由此避免了凭经验选择所带来的主观片面性。

李敏等人采用抗压强度损伤系数、外观损伤系数和耐久度损伤系数为一级评价指标,以爆裂度、裂缝宽度为二级指标,确定了评价因子的权重,建立了评价计算模型,实现了无损伤快速的对高强混凝土受火后的综合评价。田华等人指出通过选取两类指标: 最简单直观的水灰比、矿物掺合料用量、砂率、水泥强度、混凝土外加剂用量和骨料最大粒径或者体现混凝土强度、工作性、耐久性和经济性的抗压强度、坍落度、抗渗性和原材料,将模糊聚类分析法用于混凝土质量控制中可改进传统混凝土质量评定结果的不客观性。赵运德等人以人力、机械、材料、方法和环境为指标采用模糊聚类分析法,建立了一种快捷方便的混凝土质量评估模型,可预测混凝土质量评价中的影响因素,以确保工程质量的合格。

1. 3 灰色关联分析

1. 3. 1 灰色关联分析简介灰色关联分析方法是根据各个因素之间发展趋势的相似相异程度 灰色关联度 作为衡量因素间关联程度的一种方法。灰色关联分析的基本原理是考察各行因素之间微观或巨集观的几何接近,以分析和确定各因素之间的影响程度或若干个子因素对主因素的贡献程度。灰色系统理论实际上提出了对各子系统进行灰色关联分析的概念,该理论企图通过一定的方法来寻求系统中各子系统 或因素 之间的数值关系。也正因为此,灰色关联度分析对于任意一个系统的发展变化态势都提供了数量化的度量。关联度是针对于两个系统之间的因素中随时间或不同物件而变化的关联性大小的量度。在系统发展过程当中,若两个因素变化的趋势具有一致性 同步变化程度高 ,则可以说二者关联程度大,因此可以得出在某个包含多种因素的系统中具体的某个因素是属于主要的、次要的还是影响比较小的。

1. 3. 2 在混凝土配合比设计中的应用

混凝土是一种可用于多种环境下的非均质材料,其效能受多种因素的影响,而应用灰色关联理论可以将混凝土多个影响因素的“影响力”进行量化、排序,不仅使人们在理论上更好的认识混凝土,而且有助于混凝土配合比设计方法在理论层面上的完善。冯庆革等人曾借助灰色关联理论计算出养护龄期为7、28d 的混凝土抗压和抗拉强度与10nm ~ 20nm 范围的孔关联度最大, 91d 时与大于400nm 的孔关联度最大。梁本亮的结论与按照单因素敏感性分析方法得出的结果一致,即应用灰色关联建立了氯离子浓度、水灰比、环境溼度和构件表面氯离子浓度与氯离子侵蚀寿命之间的关联度,得出混凝土结构氯离子侵蚀寿命影响因子敏感度中,以构件表面氯离子浓度为最高,其次是氯离子浓度和环境溼度,水灰比敏感度最低。

张永娟等人通过灰色关联理论分别分析了钢渣粉和矿粉颗粒与混凝土强度之间的关系,指出要想提高钢渣粉颗粒群的反应活性,应增加粒径为5μm ~ 30μm,尤其是粒径为5μm ~ 10μm 的颗粒含量,而矿渣粉则是0 ~20 μm范围内的颗粒对混凝土强度有积极作用。席峰等人通过分析聚苯乙烯泡沫混凝土的原材料用量与混凝土强度和密度的关联度,指出在密度不变的情况下,水灰比的改变和减水剂的使用对混凝土强度影响最大; 而在强度不变的情况下,砂石和EPS 的含量是影响密度的主要因素。

C. Y. Chang和他的团队曾将灰色关联和赋权技术结合起来确定了应用再生骨料生产混凝土的最佳引数。冯庆革等人通过灰色关联分析法计算出养护龄期为7、28d 的混凝土抗拉、抗压强度与10nm ~ 20nm 范围的孔关联度最大,91d时与大于400nm 的孔关联度最大。罗洵利用灰色关联法,分析了胶凝材料用量、水胶比、磨细矿渣掺量、矽灰掺量与混凝土坍落度和28d 强度的关联度,得出胶凝材料的用量对混凝土强度和流动性的影响最大的结论。袁晓露的团队还通过灰色关联法分析了水泥矿物组成与韧性间的主次相关性。陈志江等人利用灰色关联分析法得到了各个因素对混凝土碳化深度的影响,按照大小依次排序为: 水灰比、相对溼度、水泥用量、碳化时间。

2 总结

1 采用人工神经网路技术进行混凝土配合比设计,具有适应性强、准确有效的优点,是进行多组分混凝土配合比设计的一种切实可行的方法。

2 模糊聚类分析与BP 人工神经网路结合进行预测比单纯的模糊预测精度要高,所需的训练次数要少,而且预测效果要好。

3 灰色关联理论可以将混凝土多个影响因素的“影响力”进行量化、排序,不仅使人们在理论上更好的认识混凝土,而且有助于混凝土配合比设计方法在理论层面上的完善。

以经过高温过程的固体废物或火山灰类物质为主要原材料(掺量大于90%,可不需要烧制水泥熟料),模仿火山灰大地成岩过程,经配方设计,配料计算制备而成的硅铝基水硬性胶材料称为凝石。凝石是一类可以在许多场合取代水泥,但又有着许多与传统水泥不同的优异特性的硅铝基胶凝材料体系。普通水泥的生产由于要以石灰石为主要原料煅烧水泥熟料,正在引起严重的环境污染、生态破坏,能源浪费、资源枯竭等一系列问题。凝石的生产与使用过程是火山成岩过程的仿真。凝石生产的能耗只有普通硅酸盐水泥的30%一50%,几乎不产生污染物,是21世纪最具发展潜力的绿色胶凝材料。凝石是根据火山成岩原理,以循环经济思想为指导,运用地球化学,岩石矿物学理论、分子设计理论以及材料仿地设计原则等手段,对工业固体排放物(如煤矸石、尾砂、粉煤灰以及冶金渣等) 进行匹配设计,所获得的能够在常温常压下聚合成类天然岩石的生态胶凝材料。凝石的硬化体是以硅氧四面体和铝氧四面体以顶角相连而形成的具有非晶态和半晶态特征的三维网络状固体材料。阳离子填充在网络的空隙中以平衡由铝的四次配位而形成的负电价。共价键结合是凝石网络体及其与骨料边界结合的本质特征。建筑凝石除了具有普通水泥所不具有的一些特殊优异性能外,完全满足目前建筑常用水泥的各项性能指标,因此技术上可替代水泥应用于所有的建筑领域,如现浇混凝土、预制件、砌筑、抹面、地基处理,以及适应于普通水泥的所有墙体材料和屋面材料。

碱激发胶凝材料就是利用碱激发剂的催化原理,碱激发剂对矿渣的水化起催化作用,使矿渣的水化反应速度加快,但是随着时间推移水化反应速度很快减慢或基本终止。减慢的原因,一是碱激发剂(催化剂)参与反应生成新的矿物,造成激发剂(催化剂)永久性中毒,活性离子大量的减少。二是新生成的矿物附着在表面,堵塞了活性离子反应的通路,使反应速度很快减慢或反应无法进行。具体的讲,一是矿渣与激发剂反应将生成低钙硅酸盐、铝酸盐、硅铝酸盐凝胶,硅铝酸盐将消耗一定量的活性离子(造成激发剂永久性中毒),使活性离子大量的减少。二是硅铝酸盐、硅酸盐、铝酸盐凝胶等矿物,附着在细小的矿渣颗粒表面(造成结焦和堵塞中毒),活性离子很难穿透硅铝酸盐、铝酸盐、硅酸盐凝胶等矿物,使活性离子失去激发作用,造成碱激发胶凝材料的反应率很低。

胶粘剂和涂料的研究发展现状论文

胶粘剂在建筑工程中广泛地用于施工、密封和结构粘合等领域。随着建筑业的迅速发展,我国建筑用胶量迅速增加,约占合成胶粘剂总量的30%以上。今后建筑用胶粘剂将会向功能化、高性能化、绿色环保化的方向发展,像107胶(聚乙烯醇缩甲醛)等建筑行业广泛使用的环境污染胶种势必将淘汰,作为我国最重要工程胶种的环氧胶粘剂已不能完全满足工程发展的需要,开发新型胶种成为当务之急,基于此开发工程抢险用、防渗堵漏用、密封用、防水防潮用等特种功能、高附加值胶粘剂,市场需求大,应用前景广阔,经济效益巨大。

随着国家新材料产业政策以及“十二五”规划的大力支持,我国工程胶黏剂行业得到较快 发展。国内产品质量提高,逐步替代进口产品;产业结构逐渐优化,产品附加值得到显著提高 ,特别是用于新能源、汽车、LED、电子、建筑、医疗卫生以及航空航天等领域的胶黏剂产品 的发展。我国将重点发展有机硅胶、环氧树脂胶、和聚氨酯胶等,部分工程胶黏剂产量增 速将超过15%。根据前瞻产业研究院发布的《2014-2018年中国胶粘剂行业产销需求与投资预测分析报告 前瞻》分析:未来5-10年内,我国胶黏剂消费仍将以8%-10%的速度增长。

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年轻的材料——高分子材料 在世界范围内, 高分子材料的制品属於最年轻的材料.它不仅遍及各个工业领域, 而且已进入所有的家庭, 其产量已有超过金属材料的趋势, 将是 21 世纪最活跃的材料支柱.高分子材料在我们身边随处可见。在我们的认识中,高分子材料是以高分子化合物为基础的材料。高分子材料按特性分为橡胶、纤维、塑料、高分子胶粘剂、高分子涂料和高分子基复合材料。今天,我想就高分子材料为主线,研究一下各种高分子材料所具有的特性和优缺点。 从我们以前学过的化学知识中可以知道,高分子材料其实是有机化合物, 有机化合物是碳元素的化合物.除碳原子外, 其他元素主要是氢、氧、氮等.碳原子与碳原子之间, 碳原子与其他元素的原子之间, 能形成稳定的结构.碳原子是四价, 每个一价的价键可以和一个氢原子键连接, 所以可形成为数众多的、具有不同结构的有机化合物.有机化合物的总数已接近千万种, 远远超过其他元素的化合物的总和, 而且新的有机化合物还不断地被合成出来.这样, 由於不同的特殊结构的形成, 使有机化合物具有很独特的功能.高分子中可以把某些有机物结构(又称为功能团)替换, 以改变高分子的特性.高分子具有巨大的分子量, 达到至少1 万以上, 或几百万至千万以上, 所以, 人们将其称为高分子、大分子或高聚物.高分子材料包括三大合成材料, 即塑料、合成纤维和合成橡胶(未加工之前称为树脂). 1.橡胶 橡胶是一类线型柔性高分子聚合物,橡胶是一种有弹性的碳氢化合物异戊二烯聚合,未经加工时以乳剂的形态存在。橡胶乳剂可以从一些植物的树液中取得,也可以是人造的。也是很普遍的高分子材料之一。其分子链间次价力小,分子链柔性好,在外力作用下可产生较大形变,除去外力后能迅速恢复原状。橡胶属于完全无定型聚合物,它的玻璃化转变温度(T g)低, 分子量往往很大,大于几十万。由于橡胶的分子链可以交联,交联后的橡胶受外力作用发生变形时,具有迅速复原的能力,并具有良好的物理力学性能和化学稳定性。所以橡胶是橡胶工业的基本原料,广泛用于制造轮胎、胶管、胶带、电缆及其他各种橡胶制品。 橡胶按原料分为天然橡胶和合成橡胶。 从橡胶的结构来看的话我们不难发现从线性结构来分析未硫化橡胶的普遍结构。由于分子量很大,无外力作用下,呈细团状。当外力作用,撤除外力,细团的纠缠度发生变化,分子链发生反弹,产生强烈的复原倾向,这便是橡胶高弹性的由来。 用型橡胶的综合性能较好,应用广泛。主要有:①天然橡胶。从三叶橡胶树的乳胶制得,弹性好,强度高,综合性能好。②异戊橡胶。全名为顺-1,4-聚异戊二烯橡胶,由异戊二烯制得的高顺式合成橡胶,因其结构和性能与天然橡胶近似,故又称合成天然橡胶。③丁苯橡胶。简称SBR,其综合性能和化学稳定性好。④顺丁橡胶。与其他通用型橡胶比,硫化后的顺丁橡胶的耐寒性、耐磨性和弹性特别优异,动负荷下发热少,耐老化性能好,易与天然橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶等并用。 随后我们介绍一下特种橡胶。特种型橡胶指具有某些特殊性能的橡胶。主要有:①氯丁橡胶。简称CR,由氯丁二烯聚合制得。具有良好的综合性能,耐油、耐燃、耐氧化和耐臭氧。但其密度较大,常温下易结晶变硬,贮存性不好,耐寒性差。②丁腈橡胶。简称NBR,由丁二烯和丙烯腈共聚制得。耐油、耐老化性能好 ,可在120℃的空气中或在150℃的油中长期使用。此外,还具有耐水性、气密性及优良的粘结性能。③硅橡胶。主链由硅氧原子交替组成,在硅原子上带有有机基团。耐高低温,耐臭氧,电绝缘性好。④氟橡胶。分子结构中含有氟原子的合成橡胶。通常以共聚物中含氟单元的氟原子数目来表示 ,如氟橡胶23,是偏二氟乙烯同三氟氯乙烯的共聚物。氟橡胶耐高温、耐油、耐化学腐蚀。⑤聚硫橡胶。由二卤代烷与碱金属或碱土金属的多硫化物缩聚而成。有优异的耐油和耐溶剂性,但强度不高,耐老化性、加工性不好,有臭味,多与丁腈橡胶并用。此外,还有聚氨酯橡胶、氯醇橡胶、丙烯酸酯橡胶等。 2.塑料 我们都知道生活中由于塑料的轻便和便宜,随处可以用到塑料。下面就介绍一下塑料的各种特性和用途。 塑料为合成的高分子化合物,可以自由改变形体样式。塑料是利用单体原料以合成或缩合反应聚合而成的材料,由合成树脂及填料、增塑剂、稳定剂、润滑剂、色料等添加剂组成的,它的主要成分是合成树脂。 广义的塑料定义指具有塑性行为的材料,所谓塑性是指受外力作用时,发生形变,外力取消后,仍能保持受力时的状态。塑料的弹性模量介于橡胶和纤维之间,受力能发生一定形变。软塑料接近橡胶,硬塑料接近纤维。狭义的塑料定义是指以树脂(或在加工过程中用单体直接聚合)为主要成分,以增塑剂、填充剂、润滑剂、着色剂等添加剂为辅助成分,在加工过程中能流动成型的材料。 【塑料与其它材料比较有如下的特性】 〈1〉 耐化学侵蚀 〈2〉 具光泽,部份透明或半透明 〈3〉 大部分为良好绝缘体 〈4〉 重量轻且坚固 〈5〉 加工容易可大量生产,价格便宜 〈6〉 用途广泛、效用多、容易着色、部分耐高温 塑料也区分为泛用性塑料及工程塑料,主要是用途的广泛性来界定,如PE、PP价格便宜,可用在多种不同型态的机器上生产。工程塑料则价格较昂贵,但原料稳性及物理物性均好很多,一般而言,其同时具有刚性与韧性两种特性。 大部分塑料的抗腐蚀能力强,不与酸、碱反应。塑料制造成本低。耐用、防水、质轻容易被塑制成不同形状。是良好的绝缘体。塑料可以用于制备燃料油和燃料气,这样可以降低原油消耗。 而其也有很多不足之处,比如回收利用废弃塑料时,分类十分困难,而且经济上不合算。塑料容易燃烧,燃烧时产生有毒气体。塑料是由石油炼制的产品制成的,石油资源是有限的。 根据各种塑料不同的理化特性,可以把塑料分为热固性塑料和热塑料性塑料两种类型。 塑料的成型加工是指由合成树脂制造厂制造的聚合物制成最终塑料制品的过程。加工方法(通常称为塑料的一次加工)包括压塑(模压成型)、挤塑(挤出成型)、注塑(注射成型)、吹塑(中空成型)、压延等。 中国塑料工业经过长期的奋斗和面向全球的开放,已形成门类较齐全的工业体系,成为与钢材、水泥、木材并驾齐驱的基础材料产业,作为一种新型材料,其使用领域已远远超越上述三种材料进入21世纪以来,中国塑料工业取得了令世人瞩目的成就,实现了历史性的跨越。作为轻工行业支柱产业之一的塑料行业,近几年增长速度一直保持在10%以上,在保持较快发展速度的同时,经济效益也有新的提高。塑料制品行业规模以上企业产值总额在轻工19个主要行业中位居第三,实现产品销售率,高于轻工行业平均水平。从合成树脂、塑料机械和塑料制品生产来看,都显示了中国塑料工业强劲的发展势头。 塑料技术的发展日新月异,针对全新应用的新材料开发,针对已有材料市场的性能完善,以及针对特殊应用的性能提高可谓新材料开发与应用创新的几个重要方向。 1 新型高热传导率生物塑料, 这种生物塑料除导热性能好外,还具有质量轻、易成型、对环境污染小等优点,可用于生产轻薄型的电脑、手机等电子产品的外框。 2 可变色塑料薄膜,这种薄膜把天然光学效果和人造光学效果结合在一起,实际上是让物体精确改变颜色的一种新途径。 3 塑料血液,英国设菲尔德大学的研究人员开发出一种人造“塑料血”,外形就像浓稠的糨糊,只要将其溶于水后就可以给病人输血,可作为急救过程中的血液替代品。 4 新型防弹塑料,这种新型材料受到子弹冲击后,虽然暂时也会变形,但很快就会恢复原状并可继续使用。此外,这种新材料可以将子弹的冲击力平均分配,从而减少对人体的伤害。 5 可降低汽车噪音的塑料,该种材料主要应用于车身和轮舱衬垫,产生一个屏障层,能吸收汽车车厢内的声音并且减少噪音,减少幅度为25%~30%。 随着人类对于科技的不断探索和材料研究事业的不断发展,我相信,会有越来越多的新型的塑料产品问世,到时候,就可以更加好的造福人类了。 3.纤维 纤维(Fiber): 聚合物经一定的机械加工(牵引、拉伸、定型等)后形成细而柔软的细丝,形成纤维。纤维具有弹性模量大,受力时形变小,强度高等特点,有很高的结晶能力,分子量小,一般为几万。 纤维大体分天然纤维、人造纤维和合成纤维 天然纤维指自然界生长或形成的纤维,包括植物纤维 (天然纤维素纤维)、动物纤维 (天然蛋白质纤维)和矿物纤维。 人造纤维是利用自然界的天然高分子化合物——纤维素或蛋白质作原料(如木材、棉籽绒、稻草、甘蔗渣等纤维或牛奶、大豆、花生等蛋白质),经过一系列的化学处理与机械加工而制成类似棉花、羊毛、蚕丝一样能够用来纺织的纤维。如人造棉、人造丝等。 合成纤维的化学组成和天然纤维完全不同,是从一些本身并不含有纤维素或蛋白质的物质如石油、煤、天然气、石灰石或农副产品,加工提炼出来的有机物质,再用化学合成与机械加工的方法制成纤维。如涤纶、锦纶、腈纶、丙纶、氯纶等。 纤维是天然或人工合成的细丝状物质.在现代生活中,纤维的应用无处不在,而且其中蕴含的高科技还不少呢。导弹需要防高温,江堤需要防垮塌,水泥需要防开裂,血管和神经需要修补,这些都离不开纤维这个小身材的“神奇小子”。 穿得舒服, 御寒防晒,是我们对衣服的最初要求,如今这个要求已很容易达到。海藻碳纤维做成衣服后,穿着时能长期使人体分子摩擦产生热反应,促进身体血液循环,因此能蓄热保温,而防紫外线辐射的纤维制成衣服便可减少我们夏日撑伞的麻烦。 而纤维更大的作用早已不仅停留在日常穿着了,粘胶基碳纤维帮导弹穿上“防热衣”,可以耐几万度的高温;无机陶瓷纤维耐氧化性好,且化学稳定性高,还有耐腐蚀性和电绝缘性,航空航天、军工领域都用得着;聚酰亚胺纤维可以做高温防火保护服、赛车防燃服、装甲部队的防护服和飞行服;碳纳米管可用作电磁波吸收材料,用于制作隐形材料、电磁屏蔽材料、电磁波辐射污染防护材料和“暗室”(吸波)材料。 纤维在环保上也是好帮手。聚乳酸作为可完全生物降解性塑料,越来越受到人们重视。可将聚乳酸制成农用薄膜、纸代用品、纸张塑膜、包装薄膜、食品容器、生活垃圾袋、农药化肥缓释材料、化妆品的添加成分等。 纤维在医药方面的应用已非常广泛。甲壳素纤维做成医用纺织品,具有抑菌除臭、消炎止痒、保湿防燥、护理肌肤等功能,因此可以制成各种止血棉、绷带和纱布,废弃后还会自然降解,不污染环境;聚丙烯酰胺类水凝胶可能控制药物释放;聚乳酸或者脱乙酰甲壳素纤维制成的外科缝合线,在伤口愈合后自动降解并吸收,病人就不用再动手术拆线了。 在建筑领域,防渗防裂纤维可以增强混凝土的强度和防渗性能,纤维技术与混凝土技术相结合,可研制出能改善混凝土性能,提高土建工程质量的PP纤维,对于大坝、机场、高速公路等工程可起到防裂、抗渗、抗冲击和抗折性能,在国家大剧院、上海市公安局指挥中心屋顶停机坪、上海虹口足球场等大型工程中已露了一手。 随着生物科技的发展,一些纤维的特性可以派上用场。类似肌肉的纤维可制成“人工肌肉”、“人体器官”。聚丙烯酰胺具有生物相容性,一直是人体组织良好的替代材料,聚丙烯酰胺水凝胶能够有规律地收缩和溶胀,这些特性正可以模拟人体肌肉的运动。 胶原是人体中最多的蛋白质,人体心脏、眼球、血管、皮肤、软骨及骨路中都有它的存在,并为这些人体组织提供强度支撑。合成纳米纤维能在骨折处形成一种类似胶质的凝胶,引导骨骼矿质在胶原纤维周围生成一个类似于天然骨骼的结构排列,修补骨骼于无形之中。 蜘蛛丝一直是人类想要模仿制造的,天然蜘蛛丝的直径为4微米左右,而它的牵引强度相当于钢的5倍,还具有卓越的防水和伸缩功能。如果制造出一种具有天然蜘蛛丝特点的人造蜘蛛丝,将会具有广泛的用途。它不仅可以成为降落伞和汽车安全带的理想材料,而且可以用作易于被人体吸收的外科手术缝合线。 纤维的充填能有效地提高塑料的强度和刚度。纤维增强塑料属刚性结构材料。 纤维增强塑料主要有两个组分。基体是热固性塑料或热塑性塑料,用纤维材料充填。通常基体的强度较低,而纤维填料具有较高的刚性但呈脆性。两者复合得到的增强塑料中,纤维承受很大的载荷应力,基体树脂通过与纤维界面上的剪切应力,支撑了纤维传递了外载荷。 增强塑料以玻璃纤维使用占优势,其品种很多,无碱玻璃(E-glass)为常用普通纤维,碱金属氧化物含量很低,具有优良的化学稳定性和电绝缘性。高强度玻璃纤维(S-glass)含有镁铝硅酸盐等成分,具有比E-glass纤维高10%-50%的强度。由于化学成分和生产工艺的不同,还有高模量、中碱和高碱等各种玻璃纤维。碳纤维具有较大的刚性和优良的耐腐性,常用于增强热固性塑料。 目前,世界上有机高分子材料的研究正在不断地加强和深入.一方面,对重要的通用有机高分子材料继续进行改进和推广,使它们的性能不断提高,应用范围不断扩大.例如,塑料一般作为绝缘材料被广泛使用,但是近年来,为满足电子工业需求,又研制出具有优良导电性能的导电塑料.导电塑料已用于制造电池等,并可望在工业上获得更广泛的应用.另一方面,与人类自身密切相关、具有特殊功能的材料的研究也在不断加强,并且取得了一定的进展,如仿生高分子材料、高分子智能材料等.这类高分子材料在宇航、建筑、机器人、仿生和医药领域已显示出潜在的应用前景.总之,有机高分子材料的应用范围正在逐渐扩展,高分子材料必将对人们的生产和生活产生越来越大的影响. 参考文献:材料网,《新型有机高分子材料》,复合材料学报,药用功能的高分子材料,《橡胶参考资料》,《塑料加工应用》,《物理化学》,百度百科,《高性能纤维》 公务员一号网作为最全面、最专业的公务员考试网站,为广大考生朋友免费提供考试试题及公务员题库下载等相关讯息

碳纤维混凝土材料的研究现状论文

浅谈碳纤维在混凝土结构加固中的应用

导语:由于碳纤维布是利用环氧树脂制成的,有着极高的强度,容易和混凝土结构紧密的结合在一起。我来浅析碳纤维在混凝土结构加固中的应用,希望对你们有帮助。

由于碳纤维材料有着良好的强度和稳定性,因此在混凝土结构加固工程中得到了人们的广泛应用。本文通过对碳纤维加固的原理和施工技术进行分析,讨论了碳纤维材料在混凝土结构加固工程中的实际应用,以供相关人士参考。

【关键词】碳纤维布;原理;施工技术

1、引言

目前钢筋混凝土也将成为主要的建筑材料,被人们广泛的应用到建筑工程施工当中。但是,在实际应用的过程中,钢筋混凝土容易受到周围环境的影响,而出现许多质量问题,这不仅对钢筋混凝土的耐久性造成了严重的影响,还缩短了建筑工程的使用寿命,为此混凝土结构的加固工作在建筑工程施工中有着十分重要的意义。如今随着科学技术的不断发展,人们为了提高钢筋混凝土的强度和抗拉能力,就将碳纤维布应用到混凝土结构加固工程当中,从而有效的增强混凝土结构的工作性能。

2、碳纤维布加固原理

(1)碳纤维布的特点。碳纤维布在实际应用的过程中,它的特点主要体现在以下几个方面:第一,有着超强的.抗拉强度和弹性模量,不容易受到外界环境因素的影响;第二,在对混凝土结构进行加固时,不需要任何模具的作用,就可以对混凝土结构的裂缝进行很好的处理,而且对混凝土结构的尺寸也不会造成太大的影响;第三,有着良好的耐腐蚀性和耐久性,从而大幅度的提高了建筑结构的使用寿命;第四,由于自身结构的重量较轻,对钢筋混凝土结构的自重没有太大的影响。(2)适用范围。碳纤维布在实际应用的过程中,适应范围比较广,可以适用于任何结构形式的混凝土加固补强工程。(3)加固机理。由于碳纤维布是利用环氧树脂制成的,有着极高的强度,因此我们就可以利用碳纤维布强度高这一特想,将其粘贴在钢筋混凝土结构上,从而和混凝土结构紧密的结合在一起。

3、施工准备

将碳纤维布应用在混凝土加固工程前,为了保障工程的施工质量,施工人员必须要做好相应的施工准备工作。

(1)对工程设计施工图纸的相关内容进行认真的阅读,从而对其施工项目的内容进行全面的掌握。(2)在施工前,施工人员要对工程施工现场的实际情况以及混凝土加固结构的状况进行了解,拟定出切实可行的施工方案。(3)在对碳纤维材料以及相关的施工器具进行选择时,一定要对其质量进行严格的要求,使其工程施工的质量符合工程设计的标准。

4、混凝土基底处理

在混凝土结构加固施工的过程中,对混凝土基地处理主要是从以下几个方面表现出来的:

(1)裂缝处理。在对混凝土基底裂缝进行处理的时候,施工人员要对混凝土裂缝开裂的实际情况分析,从而对混凝土裂缝处理的方法进行选取。在一般情况下,如果其混凝土裂缝的宽度小于,那么技术人员一般都是采用碳纤维材料表面涂抹封闭的方法来进行处理。(2)对混凝土结构表面残缺的部位进行适当的情况,保障混凝土结构的平整性。(3)来对对外露钢筋的腐蚀程度进行检查,从而采用相应的施工技术对其进行处理。(4)而在对混凝土结构中存在的残缺部分进行处理时,施工人员可以采用环氧砂浆修补施工的方法,将其混凝土表面进行复原,使其混凝土表面结构的平整性达到工程施工的要求。

5、涂底层涂料

(1)把底层涂料的主剂和固化剂按规定比例称量准确后放入容器内,并用搅拌器搅拌约8∽10分钟左右至A、B组份混合均匀为止。搅拌时最好沿同一方向搅拌,尽量避免混入空气形成气泡。每次配置量以小于3公斤为宜,现配现用。(2)用专用滚筒刷均匀地将底层涂料涂刷于混凝土表面,厚度不超过,并不得漏刷或有流淌、气泡,指触干燥后,才能进行下一道工序的施工。(3)底层涂料指触干燥或固化后,表面上的凸起部分(一般类似结露的露珠一样)要用砂布或角磨机磨平。

6、用环氧腻子进行残缺修补

(1)构件表面凹陷部位应用环氧腻子填平,并修复至表面平整、顺滑。(2)内角(段差、起拱等)要用环氧腻子填补,使之平顺。腻子涂刮后,表面仍存在的凹凸糙纹,应再用砂纸打磨平整。

7、粘贴碳纤维布

(1)按设计要求的尺寸用锋利刀具裁剪碳纤维布,应整齐划一,避免毛刺、缺角。宜在平整木板(如三合板)、纸板上裁剪。(2)树脂的主剂和固化剂应按规定的比例称量准确,装入容器用搅拌器均匀搅拌。一次调和量应在可使用时间内用完。(3)纤维顺长方向片材的接头必须搭接10cm以上。该部位应多涂树脂,脱泡、树脂操作按正常进行。在片材宽度方向不需要搭接。(4)贴布前用专用滚筒刷均匀地涂抹粘贴用环氧树脂,使其均匀涂抹于混凝土粘贴部位和碳纤维布上,拐角部位适当多涂抹一些。按设计要求的尺寸裁剪碳纤维布,拉紧对齐后粘贴,用刮板、滚筒沿同一方向反复滚压,去除气泡,直至胶料渗出,充分浸润胶料碳纤维布。(5)纤维布施工30分钟后,用滚筒刷均匀涂抹粘贴用环氧树脂。如需多层粘贴则重复1~5步骤,并保证底层粘贴的碳纤维片上涂已指触干燥,才能粘贴下一层。(6)最后一层碳纤维的上涂应涂刷均匀、周边整齐。

8、养护

(1)碳纤维布施工后,应进行养护,保证养护期间的温度不低于环氧树脂的允许使用温度。(2)养护期一般在1~2周内。(3)对于有风吹、雨淋或有可能人为扰动的地方应进行遮挡封闭养护。

9、表面涂装

对于有外观装饰要求的结构或构件,可在粘贴后的碳纤维表面喷沙抹灰后涂刷常规涂料。

10、施工主意事项

(1)气温在5℃以下、相对湿度RH>85%、混凝土表面含水率在8%以上、有结露的可能时,无有效措施不得施工,施工时应保证气温在5℃~35℃之间,相对湿度不大于85%的环境下施工。(2)由于碳纤维片为电的良导体,应使其远离电源。(3)施工用各种树脂远离明火,并避免阳光直射。

11、检验与验收

(1)在开始施工之前,应确认碳纤维布及配套树脂类粘结材料的产品合格证,产品质量出厂检验报告,进口材料要有商检证,各项性能指标应符合有关规定的要求。(2)采用碳纤维布及配套树脂类粘结材料对混凝土结构进行加固修复时,应严格按有关规定进行各工序隐蔽工程检验与验收。如施工质量不能满足有关规定的要求时,应立即采取补救措施或返工。(3)碳纤维布实际粘贴面积应不少于设计量,位置偏差应不大于l0mm。(4)碳纤维布与混凝土之间的粘结质量可用小锤轻轻敲击或手压碳纤维布表面的方法来检查,总有效粘结面积不应低于95%.当碳纤维布的空鼓面积小于10,000mm2时,可采用针管注胶的方式进行补救.空鼓面积大于10,000mm2时,宜将空鼓处的碳纤维片材切除,重新搭接贴上等量的碳纤维布,搭接长度应不小于l00m。

12、结束语

目前,由于碳纤维材料有着极强的适应性,而且强度较高、施工简便,因此已经被人们刚发的应用在钢筋混凝土构件的加固工程当中,这不仅有效的增强了混凝土结构的各方面性能,还对提高了混凝土结构的强度,使其工程施工的质量满足工程施工的要求。

参考文献

[1]张鹏飞.碳纤维加固技术的应用[J].科技信息(学术版),2006(03)

[2]朴洪立.碳纤维结构加固技术的原理及在建筑结构中的应用[J].黑龙江科技信息,2007(06)

适用于诸多领域,国内企业在技术上取得突破。1、“材料之王”碳纤维各项性能优势显著,适用于诸多领域。2、国内企业在技术上取得突破,碳纤维国产替代未来可期。3、欧美日企业很早就开始研发碳纤维技术,并将技术与产业发展相融合,具备先发优势,占据很大一部分的市场份额,对高端碳纤维的市场更是形成了垄断。

行业主要上市公司:吉林化纤(000420);中复神鹰(688295);光威复材(300699);精功科技(002006);中简科技(300777);吉林碳谷(83677)等。

本文核心数据:中国碳纤维产能;中国碳纤维产量;中国碳纤维需求量

行业概况

——定义

碳纤维(CF)是指含碳量大于90%的纤维材料,可以用粘胶、聚丙烯腈以及沥青等有机纤维在高温下碳化制取。高强、高模CF主要由聚丙烯腈长丝在1000℃以上高温碳化形成,它与树脂、金属、陶瓷、碳、玻璃等复合后具有模量高、强度高、重量轻、抗疲劳、耐腐蚀等特性,广泛应用于航天、航空、军工、航海、化工、电子、建筑以及体育休闲等领域,是军民两用的高技术纤维。

当前,各国大多按照习惯对碳纤维进行分类,分类方式大致有以下三种:

(1)按照原料分类:聚丙烯腈(PAN)基;沥青基(各向同性、中间相);胶黏基。

(2)按照制造条件和方法分类:碳纤维(800-1600℃);石墨纤维(2000-3000℃);氧化纤维(预氧丝200-300℃);活性碳纤维;气相生长碳纤维。

(3)按力学性能分类:通用级(GP);高性能(HP);期中包括中强型(MT)、高强型(HT)、超高强型(UHT)、中模型(IM)、高模型(HM)、超高模型(UHM)。碳纤维在应用时多是作为增强材料而利用其优良的力学性能,因此使用中更多地是按其力学性能分类,一般认为纤维的拉伸强度低于1400MPa,拉伸模量小于140GPa,则此种属于通用级碳纤维范畴。在高性能碳纤维范畴中,对中强、中模、高强、高模、超高强、超高模等并无严格的区分指标。

——产业链剖析:产业链涉及领域广泛

碳纤维的生产工艺复杂,从碳纤维纺丝、预氧化、碳化到复合材料成型再到终端的应用需要经历复合且很长的过程。碳纤维复合材料被广泛应用于航空航天、风电叶片、汽车、体育休闲、混配模成型、电缆芯、建筑建材、压力容器、船舶、碳碳复材、电子电器等多个领域。

行业发展历程:行业处在快速发展阶段

我国的碳纤维行业起步于20世纪60年代,几乎和日美等国家同时起步,但由于相关知识储备不足、知识产权归属等问题,发展缓慢。同时,日本、美国等国家对碳纤维核心技术形成垄断,我国碳纤维生产技术和装备水平整体落后于国外,在较长的一段时间内发展止步不前,无法满足国家重大装备等高端领域的需求。

2000年以来,国家加大对于碳纤维领域自主创新的支持力度,将碳纤维列为重点研发项目。伴随着国家政策的大力扶持,国内碳纤维行业在技术上取得重大突破,产业化程度快速提升,应用领域不断扩大,地区上目前已形成以江苏、山东和吉林等地为主的碳纤维聚集地。

行业政策背景:政策加持,支持碳纤维产业的发展

国家政策作为产业发展的催化剂,近年来,国家持续发布相关政策推动碳纤维健康有序发展。从国家的政策可以看出,国家把碳纤维作为新材料进行推广和应用,持续引导国内碳纤维发展,计划形成若干家家具有国际竞争力的碳纤维大型企业集团及若干创新能力强、特色鲜明、产业链完善的碳纤维及其复合材料产业集聚区。未来随政策的支持,我国碳纤维行业相关技术将接近国际水平。

行业发展现状

——供给:中国成为全球最大产能国

我国碳纤维工业的起步可以追溯到1962年,到目前为止已发展57年,仅比世界碳纤维起步晚3年;但无论是研发成果还是制造工艺,我国同发达国家相比还存在一定差距。

2021年,中国大陆地区首次超过美国,成为全球最大产能国,产能达到万吨,占全球总产能比重超过30%。

在产量方面,2021年由于国内碳纤维产能加速扩张,同时开工率保持稳定,新装置相继投产,带动产量增长。2021年我国碳纤维产量达到万吨,同比增长。

——需求:风电叶片为最大需求领域

总体来看,早年间在全球碳纤维供应不足的情况下,美国、日本等国家对中国实行出口限制,导致中国碳纤维需求长期被抑制。近几年由于国内技术突破,刺激了对碳纤维的使用。近年来我国碳纤维需求量呈不断增长趋势,2017-2021年,我国碳纤维需求量呈不断上升趋势,2021年中国碳纤维需求量万吨,同比增长。

2021年,国内碳纤维需求量占比前三的领域依次是风电叶片、体育休闲和碳-碳复材,分别占比36%、28%、11%,其他领域的需求占比均不足10%。在海上风电叶片大尺寸的发展趋势下,预计风电叶片领域碳纤维的需求将持续增加。

行业竞争格局

——区域竞争格局:江苏省和广东省是主要碳纤维消费省份

从碳纤维市场消费金额来看,江苏省和广东省是消费大省,消费占比分别为和;其次为山东,消费占比为18%;其他省份消费占比均不超过6%。

——企业竞争格局:吉林化纤、中复神鹰为行业龙头企业

目前,我国碳纤维第一梯队企业有吉林化纤、中复神鹰,该类企业碳纤维原丝产能在万吨以上,碳纤维产能在1万吨以上;第二梯队企业有江苏恒神、光威复材,该类企业碳纤维原丝产能在1万吨以上,碳纤维产能在万吨以上;第三梯队企业有太铜铜料、兰州蓝星,该类企业碳纤维原丝以及碳纤维产能在万吨左右;第四梯队企业为行业内的其他中小制造企业。

行业发展前景及趋势预测

——市场走向良性健康发展道路

现今,碳纤维行业总体技术尚不成熟稳定,产品质量及性价比相对较低。不过,随着我国高端碳纤维技术的不断突破以及生产向规模化和稳定化发展,企业布局逐渐向高附加值的下游应用领域延伸,我国碳纤维行业将逐步实现进口替代,企业盈利能力有望逐步恢复,市场走向良性健康发展道路。

尤其是在国务院正式发布的《中国制造2025》中,对我国制造业转型升级和跨越发展作了整体部署,明确了建设制造强国的战略任务和重点,选择10大优势和战略产业作为突破点,力争到2025年达到国际领先地位或国际先进水平。

——碳纤维新产品向高稳定、高端化方向发展

前瞻产业研究院预计,碳纤维行业将出现如下发展趋势:

以上数据参考前瞻产业研究院《中国碳纤维行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》。

橡胶类论文研究现状

1.节约生产成本,实现短距离输送。2.现在有许多厂在用,需求很大。3.不论你是大的公司还是私营小厂都可选用。

分析橡胶制品的环保问题及对策的解决路径论文

1 绪言

橡胶制品行业需要消耗大量的资源,并且需要使用较多的辐射性材料和有毒材料,使得对人的身体有很大的损害,而且还会造成严重的环境污染。长此以往,将会严重影响到整个橡胶制品行业的发展,因此,我们应该研究橡胶制品行业存在的环保问题,就这些问题提出解决措施,有效避免橡胶制品行业对于环境的污染。应该加强对于橡胶制品的监测力度,加强对于橡胶制品的控制,减少橡胶制品对于人体和环境的损害,保证橡胶制品行业的产业链能够有序的发展。若想达到有效的减少制品原材料对于环境的影响,这样才能从根本上控制橡胶制品对环境的污染。

特性

橡胶制品是指将天然或合成橡胶作为原材料,然后生产出各种橡胶制品的流程,除此之外还包括利用废橡胶再生产的橡胶制品。因此,这些橡胶制品具有以下几个特性。

(1)橡胶制品在成型的时,需要经过较大的压力进行压制,但由于橡胶本身的弹性体具有内聚力,在成型离模的时这些内聚力无法消除,便导致橡胶制品出现不稳定的收缩。不过也正因为橡胶本身的弹性体,使得橡胶制品经过一定的时间后收缩便会缓和,渐渐的趋于稳定。例如:橡胶制品在开始设计时,没有经过谨慎地计算配合,使得成型的制品尺寸不稳定,造成质量问题。

(2)橡胶属于热溶热固性的弹性体,而塑料是属于热溶冷固性。因此,橡胶因为硫化物种类主体的不同,成型固化的温度也不相同,有时甚至会受到气候、室温和湿度的影响。所以,在生产橡胶制品时需要对温度进行调整,保证制品的质量。

(3)橡胶制品一般是原料经过炼胶后制成混炼胶,然后以混炼胶作为原材料,因此,在进行炼胶时,需要根据橡胶制品的特性设计出配方,然后制定产品的生产工艺。

分类

橡胶的基本类一般有天然橡胶、丁苯橡胶、三元乙丙橡胶、丁晴橡胶、硅橡胶海绵、橡胶并用海绵和橡塑并用海绵等,这几类橡胶各有优缺点,在使用时要根据他们的特性设计配方。

生产工艺

橡胶制品的种类繁多,但是生产工艺却基本相同,一般以固体橡胶和生胶作为原料进行生产,生产工艺过程包括塑炼、混炼、压延、压出、成型和硫化等基本工序。原材料准备、成品整理和检验包装等基本工序也是必不可少的。橡胶的加工工艺过程主要是解决橡胶的塑性和弹性性能的矛盾,各种的工艺手段使弹性橡胶变为具有塑性的塑炼胶,然后加入各种配合剂支撑半成品,然后经过硫化,增加成品的弹性和物理机械性。无论是何种橡胶,都需要经过以上几道工序,这样才能制成好品质的橡胶制品。

2 橡胶制品材料对环境的影响分析

重金属材料对环境的影响

在设计橡胶制品的配方时,需要充分考虑橡胶制品中重金属的含量,如果橡胶制品中铬和镍的含量过高,就会对环境造成严重的污染。橡胶制品废弃后,一般企业会将橡胶制品直接丢弃,橡胶制品进行分解,分解出的铬和镍金属会对地下水资源造成污染,因此,在设计配方时,要尽量减少使用含铬和镍的材料,要严格的控制橡胶制品材料的配比。所以,应该加强对橡胶制品的系统性分析,严格控制所有原料中重金属的含量。

多环芳烃材料对环境的影响

橡胶制品中有一部分的原料含有多环芳烃,主要包含在炭黑和加工油中。炭黑的原料主要由煤焦油和乙烯焦油组成,这两种焦油的成分都极其的复杂,因此,这两种焦油是混合物,在橡胶制品加工时加入少量的成分,也极其容易对环境造成污染。加工油的原料主要由芳烃油、石蜡油和环烷油组成,其中大量的多环芳烃被包含在芳烃油中,会对环境造成严重的污染。部分企业使用完橡胶制品时会将橡胶制品进行焚化,焚化后的烟雾中会还有大量的多环芳烃颗粒,对大气造成严重的污染。

特定胺和N—亚硝胺对环境的影响

特定胺是指在特定的条件下,偶氮染料经过分解作用,产生具有有害物质的芳胺。这种特定胺中含有大量的致癌物质,不仅对人的身体健康造成危害,还会对环境造成严重的污染。橡胶制品在进行加工时,仲胺橡胶助剂会与亚硝物质发生化学反应,从而产生了N—亚硝胺。N—亚硝胺本身具有很强的致癌性,因此,在进行橡胶制品配方设计时,应该尽可能的减少使用N—亚硝胺,这样才能减少橡胶制品对人体和环境的损害。

3 橡胶制品的环保性控制措施

控制Cd,Pb,Hg,Cr等化合物的使用

将保护环境作为基准进行橡胶制品加工,严格的控制制作橡胶制品的原料的环保指标,以此来提高橡胶制品的环保性。制作橡胶制品的一些原料中,会含有大量的Cd、Pb、Hg、Cr等元素,这些元素能够组成很多的有害物质,使得橡胶制品中有害物质严重超标。在橡胶制品的加工工艺中,Cd、Pb、Hg、Cr等元素一般是以化合物的形式存在,因此,要加强监测化合物、粘合剂和防霉剂的使用,这样能够有效的控制Cd、Pb、Hg、Cr等元素的含量,减少橡胶制品对环境的污染。

加强进厂原材料的安全监测

在进行橡胶制品生产前,可以利用X射线荧光光谱分析法,对进厂的全部橡胶制品原材料进行安全监测,这样不仅能确保批量的原材料的安全性,而且能有效的避免原材料之间的交叉污染。橡胶助剂中,都多少会含有一定量的重金属元素,例如:铅元素、汞元素等,因此,再进行橡胶制品生产的时,可以将橡胶助剂换为纳米碳酸钙或硫酸钡等助剂,这样能有效的减少重金属物质对环境的污染。

加强特殊原料的重点监测

在众多的橡胶助剂中,氧化锌是出现问题最多的助剂,而且氧化锌的市场价格非常高,这就使得市场上总是出现假冒伪劣的氧化锌产品,因此,在进行橡胶制品生产前,要加强对氧化锌进行重点监测和控制。不只是氧化锌,在橡胶制品生产过程中还有很多的特殊材料,对于这些特殊材料也要进行重点监测和控制,这样才能有效的减少橡胶制品对于环境的污染。

加强替代品的使用

诸如特定胺和N—亚硝胺等能够致癌的芳胺,是橡胶制品生产中必不可少的原料,因此,不能总是使用这类具有致癌性的物质,应该减少这些替代品的使用,例如:使用不含特定胺的黄色着色剂来代替永固黄这类物质,这样能有效的减少有害物质对人类身体和环境的损害。既然不能避免使用这些有害物质,那便减少对这些危害品的'使用,这样也能在一定程度上提高橡胶制品的环保性。

重金属含量的控制

对于铬镍等重金属,应该要严格的控制其含量,防止橡胶制品中重金属含量超标。为了能够有效的减少橡胶制品中重金属的含量,可以采取以下三种措施。第一,采用无铅硫的生产体系,减少橡胶制品中重金属的含量,从而减少橡胶制品对环境的污染。第二,取消有毒的金属材料的加工工艺,降低橡胶制品中有毒金属材料的使用,有毒金属材料的加工过程能够对人的身体造成极大的伤害,所以,应该减少橡胶制品中有毒金属材料的使用。第三,加强使用环保粘合剂,在橡胶制品中使用环保粘合剂能够有效的减少橡胶制品对环境的污染,还能够大大提高橡胶制品的安全性。橡胶制品中的重金属对环境具有很大的危害,因此,要严格的控制橡胶制品中重金属的含量。

4 结语

橡胶制品的环保性对于环境保护非常重要,因此,提高橡胶制品的环保性已成为采取必要措施的当务之急,这样不仅能有效的保护环境,还能减少橡胶制品对人体的危害,从而推动了橡胶制品行业的快速发展。

参考文献:

[1]王巧福,唐文枣等.环保橡胶制品的监测和控制[J].橡胶工业,2008(3).

[2]谢忠辟.应对环保的橡胶制品材料[J].中国橡胶,2006,22(16).

[3]谢忠蓐.关于我国橡胶工业环保和节能问题的思考(一)[J].世界橡胶工业,(2).

轮胎领域4企业收入超过百亿元

中国橡胶工业协会以2018年第四季度+2019年前三季度主营业务收入合计数进行排序,公布了“2020年度中国橡胶工业百强企业”名单,共有137家橡胶企业被列入“2020年度中国橡胶工业百强企业”。

在轮胎生产企业中,排名前十的企业分别为中策橡胶集团有限公司、山东玲珑轮胎股份有限公司、赛轮集团股份邮箱公司、佳通轮胎(中国)投资有限公司、厦门正新橡胶工业有限公司、三角轮胎股份有限公司、兴源轮胎集团有限公司、双钱轮胎集团有限公司、米其林(中国)投资有限公司和双星集团有限责任公司。其中,排名前四位的公司主营业务收入超过了100亿元;排名第一的中策橡胶集团有限公司主营业务收入为亿元,是唯一收入超过200亿的公司。

传送带领域,2019年TOP10企业分别为浙江双箭橡胶股份有限公司、山东康迪泰克工程橡胶有限公司、浙江三维橡胶制品股份有限公司、无锡百年通工业输送有限公司、保定华月胶带有限公司、上海永利带业股份有限公司、宁顺集团有限公司、安徽中意胶带有限责任公司、阜新环宇橡胶(集团)有限公司和阳泉煤业(集团)有限责任公司奥伦胶带分公司。相比于轮胎生产企业,输送带生产企业主营业务收入较少,仅有两家企业收入超过10亿元。

橡胶制品领域龙头企业优势明显

橡胶制品领域,2019年排在榜单前十位的公司分别为安徽中鼎控股(集团)股份有限公司、株洲时代新材料科技股份有限公司、宁波拓普股份有限公司、建新赵氏集团有限公司、陕西延长石油西北橡胶有限责任公司、江阴海达橡塑股份有限公司、山东美晨工业集团有限公司、大连巅峰集团有限公司、苏州冠联新材料科技股份有限公司和南京金腾橡塑有限公司。其中,安徽中鼎控股(集团)股份有限公司和株洲时代新材料科技股份有限公司主营业务收入超过150亿元,其余企业收入均未超过60亿元。

乳胶制品领域,2019年收入排在前五位的企业分别为山东星宇手套有限公司、山东英科医疗制品有限公司、江苏金世缘乳胶制品股份有限公司、蓝帆医疗股份有限公司和。其中,山东星宇手套有限公司和山东英科医疗制品有限公司2019年收入超过了10亿元。整体来看,行业收入规模较其他细分领域来说相对较小。

在橡胶机械模具领域,2019年收入排名前10的企业分别为豪迈集团股份有限公司、软控股份有限公司、大连橡塑机械股份有限公司、巨轮智能装备股份有限公司、萨驰集团、天津赛象科技股份有限公司、青岛双星橡塑机械有限公司、合肥大道模具有限责任公司、中国化学工业桂林工程有限公司和桂林橡胶机械有限公司。其中豪迈集团股份有限公司收入规模大幅领先,2019年达到亿元,是排在第二位的软控股份有限公司收入的两倍多。排在前五位的公司收入均超过了10亿元。

—— 更多数据请参考前瞻产业研究院《中国合成橡胶行业市场前瞻与投资规划分析报告》

橡胶改性玻纤是将玻璃纤维表面经过改性处理后,加入到橡胶基体中制成的一种复合材料。目前,国内外对于橡胶改性玻纤的研究主要集中在材料制备、性能分析以及应用方面。在材料制备方面,研究人员主要探讨不同的改性方法以及不同的复合工艺对材料性能的影响。在性能分析方面,研究人员主要关注材料的力学性能、断裂行为、耐热性以及耐老化性等方面,并通过实验研究进行验证。在应用方面,橡胶改性玻纤广泛应用于汽车零部件、建筑材料、电器设备等领域。

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