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化工新型材料

2016-04-23

新材料产业 2016年9期
关键词:碳纤维材料

俄研制出新型碳纤维材料可减轻运载火箭负

据报道,俄罗斯联邦“罗马申”国家科学中心近日宣布研制出一种新材料,可以减轻运载火箭的负担,还有助延长卫星在轨寿命。

据悉,“罗马申”国家科学中心专家研制出这种新型碳纤维复合材料,具有更高的导热性且质量更轻,可以替代人造卫星散热器中的铝合金材料。测试结果显示,用这种新材料制作的卫星散热器,不但可确保卫星携带的各种设备处于稳定的正常温度范围内,而且能使散热器的总质量削减25%。

俄专家指出,虽然从数字上看,在上述基数范围内减重似乎“波澜不惊”,但航天器的质量每减少1kg,就能使发射它的运载火箭的质量减少500kg。另据“罗马申”国家科学中心的专家介绍,人造卫星的散热器减重25%后,可显著提高卫星上的燃料储备,延长卫星在轨工作寿命,同时还能让卫星携带更多探测装备,有助完成更多的考察任务。

“罗马申”国家科学中心的专家对当地媒体说,俄罗斯“拉沃奇金”科学生产公司正在研制“北极”号气象卫星,“罗马申”科学中心用新材料制作的4臺散热器已通过了“拉沃奇金”公司的验收测试,并将安装在这颗气象卫星上。该卫星计划于2017年升空入轨。(新华社)

海洋性光合菌可产高分子量生物塑料

据报道,日本理化学研究所环境资源科学研究中心的沼田圭司领导的研究小组日前发现,海洋性光合成细菌(光合菌)可生产高分子量羟基酸(PHA)。

PHA是微生物体内产生的一种生物塑料,是生物为预防营养缺乏而储藏碳和能量的贮藏物质。由于PHA具有生物降解性和生物适应性等特征,可以成为以石油为原料的塑料的替代材料。至今为止,光合成细菌生产PHA的报告中几乎都是淡水性光合成细菌,此次研究小组首次利用海水在高盐浓度培养基减少其他细菌混入的情况下进行了实验。

有报告称,微生物生产PHA分子量为30万左右。但研究小组对光合成细菌生产的PHA进行抽取、精制后进行了PHA数平均分子量凝胶渗透色谱法测定,发现一部分红色硫磺细菌和红色非硫磺细菌合成的PHA分子量高出之前报告数值的2~3倍。(科技日报)

东丽将长期向美国SpaceX飞船供应碳纤维

据报道,日本化学素材企业东丽与美国太空探索技术公司SpaceX就长期供应火箭和太空飞船机体所用的碳纤维达成基本共识。今后将确定价格等具体条件,力争在2016年秋季达成最终协议。旅游、物资运输、资源开发等太空探索相关新市场的兴起有望对日本企业具有优势的材料产业构成巨大利好。

合约期限为多年,预计累计合同金额将达到2 000亿~3 000亿日元。向SpaceX供应的碳纤维的弹性模量比飞机用的碳纤维更高,能够承受太空中的严酷环境。

SpaceX主要研究火箭和太空飞船的回收再利用,致力于降低太空探索的成本。传统火箭为了降低成本,主要使用铝机身,碳纤维仅用于火箭的结合部位等。使用高耐久性的碳纤维不仅可以延长机体的使用寿命,还可以实现机体轻量化,提高装载效率。

火箭的回收再利用可以有效抑制太空垃圾的增加,降低太空探索的风险,因此受到了广泛关注。

在航空宇宙领域方面,东丽向美国波音和欧洲空客供货的飞机用纤维占到90%以上,宇宙用途仅占一小部分,但东丽也曾为美国国家航空航天局(NASA)等机构供货。东丽希望以SpaceX的长期供货合同为契机,正式进入宇宙领域。

SpaceX决定在研发大型载人载物火箭之际,大量采用比铝更轻、强度更高的碳纤维。通过减轻机体质量,增加装载货物量,从而降低运输成本。(新浪美股)

美国研究人员利用含有酒精的溶剂成功回收碳纤维

据报道,近期,美国佐治亚理工学院的研究人员成功找到了一种回收碳纤维的方法。他们将碳纤维浸泡在含有酒精的溶剂中,借此来溶解碳纤维中的环氧基树脂。通过这种方式,分离后的纤维和环氧树脂都能被重新利用。

碳纤维材料凭借质量轻、高强度等优点,在汽车行业内具有较明显的应用优势。但碳纤维仍然是非常昂贵的材料,而且它的生产工艺相当复杂,导致产量不足。由于碳纤维的基体环氧树脂很难溶解,其回收利用也一直是一大难题。值得庆幸的是,佐治亚理工学院的研究人员成功找到了一种回收碳纤维的方法。

制作碳纤维的传统方式就是手工在模具内铺设多层的碳纤维薄片,然后用树脂固化模具内的材料。碳纤维成品出来后都会有抛光这道工序,使其变得更加光滑明亮。

不过研究人员表示,这种回收方法并不适用于所有类型的碳纤维材料,这种技术只适用于采用vitrimer环氧树脂来作为碳纤维的基体材料。(cnbeta网站-台州)

美空气化工将在韩国建造新装置

据报道,根据最近投资计划显示,美国空气化工产品公司将在韩国建造全新的特种气体装置以及氦气输送和充装设备。

空气化工产品于近日在一则新闻中提到,其位于忠清北道梧仓邑的“转填”装置,将有能力产出包括氦气在内的多种高纯度特种气体,但并未透露相关财务信息。

2016年早些时候,空气化工产品位于特雷克斯勒敦的分公司就已宣布将与一家韩国生产商达成长期合作,为其将于2017年投入运营的工厂提供原料氧气;同时又与一家韩国半导体公司开展了商务合作,负责其氮气供应。

空气化工产品(韩国)公司的总裁Kyo-Yung Kim在接受采访时指出:“对于空气化工产品公司而言,韩国市场至关重要。能在忠清北道这样的战略要地建立工厂,着实令人激动。这意味着公司的本地供应能力得到了增强,也标志着我们在改善分销网络、实现可持续发展的道路上又迈进了一大步。”据该公司2015年度财政报告显示,亚洲市场占到了其总销售额的17%。(中化新网)

玻利维亚向中国出口首批10t碳酸锂

据报道,玻利维亚当地媒体透露,玻利维亚向中国市场出口首批10t的碳酸锂,价值约7万美元。

据玻利维亚国家盐湖资源管理委员会总经理路易斯·阿尔贝托·艾查苏(Luis Alberto Echazú)透露,中国买家在采购前要求对产品进行分析。分析结果显示,玻利维亚矿物盐的纯度比国家盐湖资源管理委员会估计的还要高。

该负责人表示,到今年年底,有望向中国出口另外16t碳酸锂。该产品将产自于位于波托西省西南部乌尤尼盐湖的皮洛托工厂(La Planta Piloto)。官方报告显示,该生产基地投资额为1 900万美元,其中包括土建设施、洗盐池以及一个现代化的分析实验室。

作为国家现代化和多样化生产计划的一部分,莫拉莱斯领导的玻利维亚政府计划在2020年前大力推进国家工业化。

国际市场锂价格的上涨使玻利维亚的锂生产前景广阔。该国拥有的锂储量占世界总量的80%,计划到2018年底生产约5万t工业级碳酸锂。该产品是生产手机、笔记本电脑及其他电子设备所需电池的主要原料之一。(商务部网站)

我国碳纤维产业发展进入爆发期

据报道,日前,在全国碳纤维产业发展大会上,无论是参会的专家,还是生产企业的负责人形成基本的共识:在碳纤维领域,我国已经冲破国外技术的封锁,碳纤维的生产技术日益成熟,具备大规模市场化的条件;未来大丝束低成本的碳纤维在民用领域的应用将是发展趋势。

据介绍,碳纤维作为新兴材料正由成长期进入到快速应用期,未来主要应用领域在航空航天、风电叶片、交通等领域,预计在工业领域应用占70%,在休闲娱乐等领域的应用占15%~30%。

汽车是碳纤维应用被普遍看好的领域,宝马已经在A3上使用碳纤维。在国内,中复神鹰碳纤维有限公司参与了长安汽车“轻量化纯电动轿车集成开发技术”;中航复合材料有限责任公司与比亚迪合作开发了“碳纤维前舱盖”,首件产品已经交付,与传统钢制发动机相比,减重60%以上。2015年国内首辆碳纤维新能源电动车已经在江苏下线,并建成一条2万辆生产线。

业内人士表示,目前国内碳纤维生产技术与国外差不多,只是成本高些,目前國内市场每年需求碳纤维1.5万t,国内供应只有3 000t,有1.2万t靠进口,成本是关键。随着需求越来越迫切,碳纤维的应用领域会越来越多、越来越快。(财联社)

我国单体规模最大高性能碳纤维生产线投产

据报道,8月8日,“中安信碳纤维项目投产座谈会暨中安信碳纤维一期项目投产启动仪式”在河北廊坊举行。作为我国首条单体规模最大的高性能碳纤维生产线,该项目的建成投产将打破多年来的国际垄断,为我国碳纤维行业赶超国际先进水平奠定坚实基础。

康得集团、康得新集团、中安信科技有限公司董事长钟玉在启动仪式上致辞指出,碳纤维是新材料界“皇冠上的明珠”。但由于种种原因,中国在碳纤维产业领域一直与国际存在较大差距。

据悉,该项目总投资50亿元,将分2期建成年产15 000t原丝、5 100t碳丝的高性能碳纤维生产基地,位居世界领先地位。该项目的建成投产,将打破多年来发达国家的技术封锁,为国家的战略安全提供重要保障。同时,中安信碳纤维项目的投产,也助力康得集团、康得新集团打造世界级碳纤维轻量化生态平台,推动中国新能源汽车轻量化产业发展,对实现弯道超越具有非常重要的意义。

碳纤维是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量的新型纤维材料。它的强度是钢的10倍,质量却是钢的1/16,可谓“外柔内刚”。用碳纤维制造的飞机从起飞到降落没有气压差,乘客很舒适,还没有噪音,飞机质量却减轻50%左右,降低了续航成本。

碳纤维在新能源电动车领域的应用,能够促进车体各方面性能全面提升。使用碳纤维复合材料制造的车身,可以使得车重减小10%,油耗降低6%~8%,排放降低5%~6%,加速性提升8%~10%,制动距离缩短2~7m。车身的轻量化可以使整车重心下移,提升了汽车操纵的稳定性。碳纤维复合材料具有极佳的能量吸收率,碰撞吸能能力是钢的6~7倍、铝的3~4倍,这进一步保证了车的安全性。(新华网)

国内熔融指数最高的聚乙烯料下线

据报道,8月24日,52吨TJVL-084Z超低密度聚乙烯专用料在天津石化12万t/a聚乙烯装置成功下线。该产品以熔融指数在3.5~4.4之间、密度小于0.91的指标在国内同行业树立起新标杆。

“这是目前国内低温柔软性最好的产品,完全能满足下游企业增韧、掺混的需求。”烯烃部副经理吴文清介绍。

超低密度聚乙烯产品主要应用于改性聚丙烯性能领域,并在汽车保险杠、仪表盘等方面有广阔的应用前景,而受技术能力限制,国内大多依赖进口,且每吨售价高出通用料近1 000元。

天津石化烯烃部充分发挥自身技术优势,在超低密度聚乙烯产品研发方面大胆尝试。近2年,先后成功开发生产出TJVL-1210、TJVL-0505两种新产品。为满足下游用户提出的提高产品熔融指数指标的新要求,他们再次挑战更高难度,着手高熔融指数、超低密度聚乙烯新产品的研发生产。

与此前生产的2个超低密度聚乙烯产品相比,新产品熔融指数从1.0提高到3.5,峰值最高达4.4。由于产品黏度高,聚合过程中极易产生结块,对工艺控制要求极为苛刻。在前期周密准备下,天津石化聚乙烯装置试产过程中切换顺畅、各系统平稳进行。超低密度聚乙烯新产品TJVL-084Z试产成功,加快了天津石化超低密度产品系列化、高端化步伐,标志国内线型聚乙烯生产加工技术水平迈上新台阶。(中国石油化工集团公司)

吉林石化大量出口乙丙橡胶

据报道,吉林石化进出口公司加大国际市场开发力度,采用多种渠道积极联系国外客户,大力推销乙丙橡胶产品。8月15日数据显示,2016年已出口乙丙橡胶1 588t,同比增长12倍,实现单品种创汇394万美元。

吉林石化加强与中东代理的联系,完善产品售后服务,督促对方加快执行合同,扩大出口区域。上半年,吉林石化与这个客户签订了2 800t出口合同。

这个公司先后与英国、泰国、日本等国家的客户建立联系,邀请他们来吉林石化实地考察和洽谈,并寄送乙丙橡胶样品。同时通过展会等形势,宣传推广吉化的乙丙橡胶,目前新开发了乌兹别克斯坦客户,并首次向该国出口乙丙橡胶15t。(中国石油网)

新型抗菌性磷灰石“耐火纸”问世

据报道,日前,中国科学院上海硅酸盐研究所研究团队新型无机耐火纸研究中又取得了一系列新的重要进展。科研人员通过大量实验,在作为新型无机耐火纸构建原料—羟基磷灰石超长纳米线的制备方法探索方面,发展了一种具有普适性的油酸钙前驱体溶剂热法制备出高长径比的羟基磷灰石超长纳米线,向耐火纸的批量化制备迈进了一大步。

大火曾无数次吞噬人类宝贵的纸质文物,顷刻间将其化为灰烬。现今科技进步一日千里,中国科学院上海硅酸盐研究所研究员朱英杰科研团队最近在新型无机耐火纸研究中又取得了一系列新的重要进展。

据该团队陈峰副研究员和吴进副研究员介绍,科研人员通过大量实验,在作为新型无机耐火纸构建原料—羟基磷灰石超长纳米线的制备方法探索方面,发展了一种具有普适性的油酸钙前驱体溶剂热法,采用多种不同的一元醇制备出高长径比的羟基磷灰石超长纳米线,纳米线的长度可达到100μm以上,最大长度甚至接近1 000μm。另外,科研人员将油酸钙前驱体溶剂热法扩展到多种不同的可溶性磷酸盐磷源,制备出高长径比的羟基磷灰石超长纳米线。除此之外,科学家们在羟基磷灰石超长纳米线放大制备技术探索方面也取得了良好的研究进展。2年前羟基磷灰石超长纳米线制备的量级小于50mL,目前已发展了体积为10L级反应釜的制备技术,产量增加了2个数量级以上,并且具有良好的可重复性,向耐火纸的批量化制备迈进了一大步。

耐火纸的另一个特点也令人惊叹。因为纸和纸制品是人们生活和工作中不可缺少的用品,一些使用和交换频繁的纸张,例如病历纸、钞票纸和各种票据等,细菌容易附着于纸的表面并通过人群传播,对人体健康造成严重威胁。另外,重要馆藏书籍和文物的保存也需要预防霉菌。针对这一课题,该团队熊志超博士等通过一步溶剂热法制备出分散性好、含量可调控的纳米银复合羟基磷灰石超长纳米线,采用该材料作为原料成功研发出具有优良抗菌性能的新型无机耐火纸。(中国科学报)

聚乳酸材料将成为解决“白色污染”新材料

据报道,聚乳酸材料在卫生用品领域的推广应用,将促使行业材料应用发生变革,有望解决持续堆积造成的“白色污染”。

聚乳酸是一种新型的生物降解材料,可以替代石油基的塑料、化纤,广泛应用于纤维织物、工程塑料、农用地膜、包装材料等领域。目前该生物材料在医疗器械领域、婴儿餐具、食品包装材料、纤维材料等方面的应用已经开始得到市场的初步认可。

据专家介绍,聚乳酸在不添加任何药物的情况下具有天然的抑菌性。其在卫生巾方面的应用主要是聚乳酸乳丝纤维在表层无纺布材料方面的应用,以及底膜材料方面的应用。专家表示,废弃的卫生巾是最难处理的固体垃圾之一,聚乳酸卫生巾的出现为这个难题的解决提供了可行的方案,具有积极的环保意义和社会效益。(光明日报)

独山子聚丙烯新产品试产成功

据报道,以三元共聚聚丙烯产品列为新产品开发重点项目独山子石化公司聚丙烯新产品TF1005和TF1007于近日试产成功。

为加快新产品的开发和产业化,优化产品结构,提高经济效益和市场竞争力,独山子石化公司将三元共聚聚丙烯产品列为新产品开发重点项目,2015年大修在新区聚丙烯装置实施丁烯-1加注系统改造,装置具备生产三元共聚聚丙烯产品的条件。

三元共聚聚丙烯具有低温热封性、透明性以及抗粘连性等特性,可满足越来越快的包装速度对薄膜热封性的更高要求,在食品、香烟、化妆品和服装等高档包装领域应用广泛。(中国石油报)

国内首条聚芳硫醚砜生产线投产

据报道,国内首条聚芳硫醚砜(PASS)生产线近日在四川省眉山市投产。四川中科兴业高新材料有限公司依靠10项高分子材料研发专利技术实现成果转化,填补了该领域国内空白。

聚芳硫醚砜是一种尖端高分子聚合材料,被广泛应用于军工、航天航空、家电和汽车制造等领域。此前国外一直对我国实行技术封锁和原材料禁运。据悉,二期产量3 000t項目正在建设。(人民日报)

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