新材料總結(jié)貼:
原創(chuàng): willya0
新材料是指新近發(fā)展的或正在研發(fā)的,、性能超群的一些材料,具有比傳統(tǒng)材料更為優(yōu)異的性能,。新材料技術(shù)則是按照人的意志,,通過物理研究、 材料設(shè)計(jì),、材料加工,、試驗(yàn)評(píng)價(jià)等一系列研究過程,創(chuàng)造出能滿足各種需要的新型材料的技術(shù),。
復(fù)合材料創(chuàng)新包括復(fù)合材料的技術(shù)發(fā)展,、復(fù)合材料的工藝發(fā)展,、復(fù)合材料的產(chǎn)品發(fā)展和復(fù)合材料的應(yīng)用,具體要抓住樹脂基體發(fā)展創(chuàng)新,、增強(qiáng)材料發(fā)展創(chuàng)新,、生產(chǎn)工藝發(fā)展創(chuàng)新和產(chǎn)品應(yīng)用發(fā)展創(chuàng)新。到2007年,,亞洲占世界復(fù)合材料總銷售量的比例將從18%增加到25%,,目前亞洲人均消費(fèi)量?jī)H為0.29kg,而美國(guó)為6.8kg,,亞洲地區(qū)具有極大的增長(zhǎng)潛力,。
聚丙烯腈基纖維發(fā)展
我國(guó)碳纖維工業(yè)發(fā)展緩慢,從CF發(fā)展回顧,、特點(diǎn),、國(guó)內(nèi)碳纖維發(fā)展過程、中國(guó)PAN基CF市場(chǎng)概況,、特點(diǎn),、“十五”科技攻關(guān)情況看,發(fā)展聚丙烯腈基纖維既有需要也有可能,。
玻璃纖維結(jié)構(gòu)調(diào)整
我國(guó)玻璃纖維70%以上用于增強(qiáng)基材,,在國(guó)際市場(chǎng)上具有成本優(yōu)勢(shì),但在品種規(guī)格和質(zhì)量上與先進(jìn)國(guó)家尚有差距,,必須改進(jìn)和發(fā)展紗類,、機(jī)織物、無紡氈,、編織物,、縫編織物、復(fù)合氈,,推進(jìn)玻纖與玻鋼兩行業(yè)密切合作,,促進(jìn)玻璃纖維增強(qiáng)材料的新發(fā)展。
開發(fā)能源,、交通用復(fù)合材料市場(chǎng)
一是清潔,、可再生能源用復(fù)合材料,包括風(fēng)力發(fā)電用復(fù)合材料,、煙氣脫硫裝置用復(fù)合材料,、輸變電設(shè)備用復(fù)合材料和天然氣、氫氣高壓容器,;
二是汽車,、城市軌道交通用復(fù)合材料,包括汽車車身、構(gòu)架和車體外覆蓋件,,軌道交通車體,、車門、座椅,、電纜槽,、電纜架、格柵,、電器箱等,;
三是民航客機(jī)用復(fù)合材料,主要為碳纖維復(fù)合材料,。熱塑性復(fù)合材料約占10%,,主要產(chǎn)品為機(jī)翼部件,、垂直尾翼,、機(jī)頭罩等。我國(guó)未來20年間需新增支線飛機(jī)661架,,將形成民航客機(jī)的大產(chǎn)業(yè),,復(fù)合材料可建成新產(chǎn)業(yè)與之相配套;
四是船艇用復(fù)合材料,,主要為游艇和漁船,,游艇作為高級(jí)娛樂耐用消費(fèi)品在歐美有很大市場(chǎng),由于我國(guó)魚類資源的減少,、漁船雖發(fā)展緩慢,但復(fù)合材料特有的優(yōu)點(diǎn)仍有發(fā)展的空間,。
應(yīng)用
新材料作為高新技術(shù)的基礎(chǔ)和先導(dǎo),,應(yīng)用范圍極其廣泛,它同信息技術(shù),、生物技術(shù)一起成為二十一世紀(jì)最重要和最具發(fā)展?jié)摿Φ念I(lǐng)域,。同傳統(tǒng)材料一樣,新材料可以從結(jié)構(gòu)組成,、功能和應(yīng)用領(lǐng)域等多種不同角度對(duì)其進(jìn)行分類,,不同的分類之間相互交叉和嵌套,目前,,一般按應(yīng)用領(lǐng)域和當(dāng)今的研究熱點(diǎn)把新材料分為以下的主要領(lǐng)域: 電子信息材料,、新能源材料、納米材料,、先進(jìn)復(fù)合材料,、先進(jìn)陶瓷材料、生態(tài)環(huán)境材料、新型功能材料(含高溫超導(dǎo)材料,、磁性材料,、金剛石薄膜、功能高分子材料等),、生物醫(yī)用材料,、高性能結(jié)構(gòu)材料、智能材料,、新型建筑及化工新材料等編輯本段其他新材料
一,、超導(dǎo)材料
有些材料當(dāng)溫度下降至某一臨界溫度時(shí),其電阻完全消失,,這種現(xiàn)象稱為超導(dǎo)電性,,具有這種現(xiàn)象的材料稱為超導(dǎo)材料。超導(dǎo)體的另外一個(gè)特征是:當(dāng)電阻消失時(shí),,磁感應(yīng)線將不能通過超導(dǎo)體,,這種現(xiàn)象稱為抗磁性。
一般金屬(例如:銅)的電阻率隨溫度的下降而逐漸減小,,當(dāng)溫度接近于0K時(shí),,其電阻達(dá)到某一值。而1919年荷蘭科學(xué)家昂內(nèi)斯用液氦冷卻水銀,,當(dāng)溫度下降到4.2K(即-269℃)時(shí),,發(fā)現(xiàn)水銀的電阻完全消失,超導(dǎo)電性和抗磁性是超導(dǎo)體的兩個(gè)重要特性,。使超導(dǎo)體電阻為零的溫度稱為臨界溫度(TC),。超導(dǎo)材料研究的難題是突破“溫度障礙”,即尋找高溫超導(dǎo)材料,。
以NbTi,、Nb3Sn為代表的實(shí)用超導(dǎo)材料已實(shí)現(xiàn)了商品化,在核磁共振人體成像(NMRI),、超導(dǎo)磁體及大型加速器磁體等多個(gè)領(lǐng)域獲得了應(yīng)用,;SQUID作為超導(dǎo)體弱電應(yīng)用的典范已在微弱電磁信號(hào)測(cè)量方面起到了重要作用,其靈敏度是其它任何非超導(dǎo)的裝置無法達(dá)到的,。但是,,由于常規(guī)低溫超導(dǎo)體的臨界溫度太低,必須在昂貴復(fù)雜的液氦(4.2K)系統(tǒng)中使用,,因而嚴(yán)重地限制了低溫超導(dǎo)應(yīng)用的發(fā)展,。
高溫氧化物超導(dǎo)體的出現(xiàn),突破了溫度壁壘,,把超導(dǎo)應(yīng)用溫度從液氦( 4.2K)提高到液氮(77K)溫區(qū),。同液氦相比,,液氮是一種非常經(jīng)濟(jì)的冷媒,并且具有較高的熱容量,,給工程應(yīng)用帶來了極大的方便,。另外,高溫超導(dǎo)體都具有相當(dāng)高的磁性能,,能夠用來產(chǎn)生20T以上的強(qiáng)磁場(chǎng),。
超導(dǎo)材料最誘人的應(yīng)用是發(fā)電、輸電和儲(chǔ)能,。利用超導(dǎo)材料制作超導(dǎo)發(fā)電機(jī)的線圈磁體制成的超導(dǎo)發(fā)電機(jī),,可以將發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)強(qiáng)度提高到5~6萬高斯,,而且?guī)缀鯖]有能量損失,與常規(guī)發(fā)電機(jī)相比,,超導(dǎo)發(fā)電機(jī)的單機(jī)容量提高5~10倍,,發(fā)電效率提高50%,;超導(dǎo)輸電線和超導(dǎo)變壓器可以把電力幾乎無損耗地輸送給用戶,,據(jù)統(tǒng)計(jì),,目前的銅或鋁導(dǎo)線輸電,約有15%的電能損耗在輸電線上,,在中國(guó)每年的電力損失達(dá)1000多億度,,若改為超導(dǎo)輸電,節(jié)省的電能相當(dāng)于新建數(shù)十個(gè)大型發(fā)電廠,;超導(dǎo)磁懸浮列車的工作原理是利用超導(dǎo)材料的抗磁性,將超導(dǎo)材料置于永久磁體(或磁場(chǎng))的上方,,由于超導(dǎo)的抗磁性,,磁體的磁力線不能穿過超導(dǎo)體,磁體(或磁場(chǎng))和超導(dǎo)體之間會(huì)產(chǎn)生排斥力,,使超導(dǎo)體懸浮在上方,。利用這種磁懸浮效應(yīng)可以制作高速超導(dǎo)磁懸浮列車,如已運(yùn)行的日本新干線列車,,上海浦東國(guó)際機(jī)場(chǎng)的高速列車等,;用于超導(dǎo)計(jì)算機(jī),高速計(jì)算機(jī)要求在集成電路芯片上的元件和連接線密集排列,,但密集排列的電路在工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的熱量,,若利用電阻接近于零的超導(dǎo)材料制作連接線或超微發(fā)熱的超導(dǎo)器件,則不存在散熱問題,,可使計(jì)算機(jī)的速度大大提高,。
二、能源材料
能源材料主要有太陽能電池材料,、儲(chǔ)氫材料,、固體氧化物電池材料等。
太陽能電池材料是新能源材料,IBM公司研制的多層復(fù)合太陽能電池,,轉(zhuǎn)換率高達(dá)40%,。
氫是無污染、高效的理想能源,,氫的利用關(guān)鍵是氫的儲(chǔ)存與運(yùn)輸,,美國(guó)能源部在全部氫能研究經(jīng)費(fèi)中,大約有50%用于儲(chǔ)氫技術(shù),。氫對(duì)一般材料會(huì)產(chǎn)生腐蝕,,造成氫脆及其滲漏,在運(yùn)輸中也易爆炸,,儲(chǔ)氫材料的儲(chǔ)氫方式是能與氫結(jié)合形成氫化物,,當(dāng)需要時(shí)加熱放氫,放完后又可以繼續(xù)充氫的材料,。目前的儲(chǔ)氫材料多為金屬化合物,。如LaNi5H、Ti1.2Mn1.6H3等,。
固體氧化物燃料電池的研究十分活躍,,關(guān)鍵是電池材料,如固體電解質(zhì)薄膜和電池陰極材料,,還有質(zhì)子交換膜型燃料電池用的有機(jī)質(zhì)子交換膜等,。
三、智能材料
智能材料是繼天然材料,、合成高分子材料,、人工設(shè)計(jì)材料之后的第四代材料,是現(xiàn)代高技術(shù)新材料發(fā)展的重要方向之一,。國(guó)外在智能材料的研發(fā)方面取得很多技術(shù)突破,,如英國(guó)宇航公司的導(dǎo)線傳感器,用于測(cè)試飛機(jī)蒙皮上的應(yīng)變與溫度情況,;英國(guó)開發(fā)出一種快速反應(yīng)形狀記憶合金,,壽命期具有百萬次循環(huán),且輸出功率高,,以它作制動(dòng)器時(shí),、反應(yīng)時(shí)間僅為10分鐘;形狀記憶合金還已成功在應(yīng)用于衛(wèi)星天線等,、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域,。
另外,還有壓電材料,、磁致伸縮材料,、導(dǎo)電高分子材料,、電流變液和磁流變液等智能材料驅(qū)動(dòng)組件材料等功能材料。
四,、磁性材料
磁性材料可分為軟磁材料和硬磁材料二類,。
1.軟磁材料
是指那些易于磁化并可反復(fù)磁化的材料,但當(dāng)磁場(chǎng)去除后,,磁性即隨之消失,。這類材料的特性標(biāo)志是:磁導(dǎo)率(μ=B/H)高,即在磁場(chǎng)中很容易被磁化,,并很快達(dá)到高的磁化強(qiáng)度,;但當(dāng)磁場(chǎng)消失時(shí),其剩磁很小,。這種材料在電子技術(shù)中廣泛應(yīng)用于高頻技術(shù),。如磁芯、磁頭,、存儲(chǔ)器磁芯,;在強(qiáng)電技術(shù)中可用于制作變壓器、開關(guān)繼電器等,。目前常用的軟磁體有鐵硅合金,、鐵鎳合金、非晶金屬,。
Fe-(3%~4%)Si的鐵硅合金是最常用的軟磁材料,,常用作低頻變壓器、電動(dòng)機(jī)及發(fā)電機(jī)的鐵芯,;鐵鎳合金的性能比鐵硅合金好,,典型代表材料為坡莫合金(Permalloy),其成分為79%Ni-21%Fe,,坡莫合金具有高的磁導(dǎo)率(磁導(dǎo)率μ為鐵硅合金的10~20倍)、低的損耗,;并且在弱磁場(chǎng)中具有高的磁導(dǎo)率和低的矯頑力,,廣泛用于電訊工業(yè)、電子計(jì)算機(jī)和控制系統(tǒng)方面,,是重要的電子材料,;非晶金屬(金屬玻璃)與一般金屬的不同點(diǎn)是其結(jié)構(gòu)為非晶體。它們是由Fe,、Co,、Ni及半金屬元素B、Si 所組成,,其生產(chǎn)工藝要點(diǎn)是采用極快的速度使金屬液冷卻,,使固態(tài)金屬獲得原子無規(guī)則排列的非晶體結(jié)構(gòu),。非晶金屬具有非常優(yōu)良的磁性能,它們已用于低能耗的變壓器,、磁性傳感器,、記錄磁頭等。另外,,有的非晶金屬具有優(yōu)良的耐蝕性,,有的非晶金屬具有強(qiáng)度高、韌性好的特點(diǎn),。
2.永磁材料(硬磁材料)
永磁材料經(jīng)磁化后,,去除外磁場(chǎng)仍保留磁性,其性能特點(diǎn)是具有高的剩磁,、高的矯頑力,。利用此特性可制造永久磁鐵,可把它作為磁源,。如常見的指南針,、儀表、微電機(jī),、電動(dòng)機(jī),、錄音機(jī)、電話及醫(yī)療等方面,。永磁材料包括鐵氧體和金屬永磁材料兩類,。
鐵氧體的用量大、應(yīng)用廣泛,、價(jià)格低,,但磁性能一般,用于一般要求的永磁體,。
金屬永磁材料中,,最早使用的是高碳鋼,但磁性能較差,。高性能永磁材料的品種有鋁鎳鈷(Al-Ni-Co)和鐵鉻鈷(Fe-Cr-Co),;稀土永磁,如較早的稀土鈷(Re-Co)合金(主要品種有利用粉末冶金技術(shù)制成的SmCo5和Sm2Co17),,以及現(xiàn)在廣泛采用的鈮鐵硼(Nb-Fe-B)稀土永磁,,鈮鐵硼磁體不僅性能優(yōu),而且不含稀缺元素鈷,,所以很快成為目前高性能永磁材料的代表,,已用于高性能揚(yáng)聲器、電子水表,、核磁共振儀,、微電機(jī),、汽車啟動(dòng)電機(jī)等。
五,、納米材料
納米本是一個(gè)尺度,,納米科學(xué)技術(shù)是一個(gè)融科學(xué)前沿的高技術(shù)于一體的完整體系,它的基本涵義是在納米尺寸范圍內(nèi)認(rèn)識(shí)和改造自然,,通過直接操作和安排原子,、分子創(chuàng)新物質(zhì)。納米科技主要包括:納米體系物理學(xué),、納米化學(xué),、納米材料學(xué)、納米生物學(xué),、納米電子學(xué),、納米加工學(xué)、納米力學(xué)七個(gè)方面,。
納米材料是納米科技領(lǐng)域中最富活力,、研究?jī)?nèi)涵十分豐富的科學(xué)分支。用納米來命名材料是20世紀(jì)80年代,,納米材料是指由納米顆粒構(gòu)成的固體材料,,其中納米顆粒的尺寸最多不超過100納米。納米材料的制備與合成技術(shù)是當(dāng)前主要的研究方向,,雖然在樣品的合成上取得了一些進(jìn)展,,但至今仍不能制備出大量的塊狀樣品,因此研究納米材料的制備對(duì)其應(yīng)用起著至關(guān)重要的作用,。
1.納米材料的性能
物化性能 納米顆粒的熔點(diǎn)和晶化溫度比常規(guī)粉末低得多,,這是由于納米顆粒的表面能高、活性大,,熔化時(shí)消耗的能量少,,如一般鉛的熔點(diǎn)為600K,而20nm的鉛微粒熔點(diǎn)低于288K,;納米金屬微粒在低溫下呈現(xiàn)電絕緣性,;鈉米微粒具有極強(qiáng)的吸光性,因此各種納米微粒粉末幾乎都呈黑色,;納米材料具有奇異的磁性,主要表現(xiàn)在不同粒徑的納米微粒具有不同的磁性能,,當(dāng)微粒的尺寸高于某一臨界尺寸時(shí),,呈現(xiàn)出高的矯頑力,而低于某一尺寸時(shí),,矯頑力很小,,例如,,粒徑為85nm的鎳粒,矯頑力很高,,而粒徑小于15nm的鎳微粒矯頑力接近于零,;納米顆粒具有大的比表面積,其表面化學(xué)活性遠(yuǎn)大于正常粉末,,因此原來化學(xué)惰性的金屬鉑制成納米微粒(鉑黑)后卻變?yōu)榛钚詷O好的催化劑,。
擴(kuò)散及燒結(jié)性能 納米結(jié)構(gòu)材料的擴(kuò)散率是普通狀態(tài)下晶格擴(kuò)散率的1014~1020倍,是晶界擴(kuò)散率的102~104倍,,因此納米結(jié)構(gòu)材料可以在較低的溫度下進(jìn)行有效的摻雜,,可以在較低的溫度下使不混溶金屬形成新的合金相。擴(kuò)散能力提高的另一個(gè)結(jié)果是可以使納米結(jié)構(gòu)材料的燒結(jié)溫度大大降低,,因此在較低溫度下燒結(jié)就能達(dá)到致密化的目的,。
力學(xué)性能 納米材料與普通材料相比,力學(xué)性能有顯著的變化,,一些材料的強(qiáng)度和硬度成倍地提高,;納米材料還表現(xiàn)出超塑性狀態(tài),即斷裂前產(chǎn)生很大的伸長(zhǎng)量,。
2.納米材料的應(yīng)用
納米金屬:如納米鐵材料,,是由6納米的鐵晶體壓制而成的,較之普通鐵強(qiáng)度提高12倍,,硬度提高2~3個(gè)數(shù)量級(jí),,利用納米鐵材料,可以制造出高強(qiáng)度和高韌性的特殊鋼材,。對(duì)于高熔點(diǎn)難成形的金屬,,只要將其加工成納米粉末,即可在較低的溫度下將其熔化,,制成耐高溫的元件,,用于研制新一代高速發(fā)動(dòng)機(jī)中承受超高溫的材料。
納米陶瓷:首先利用納米粉末可使陶瓷的燒結(jié)溫度下降,,簡(jiǎn)化生產(chǎn)工藝,,同時(shí),納米陶瓷具有良好的塑性甚至能夠具有超塑性,,解決了普通陶瓷韌性不足的弱點(diǎn),,大大拓展了陶瓷的應(yīng)用領(lǐng)域。
納米碳管:納米碳管的直徑只有1.4nm,,僅為計(jì)算機(jī)微處理器芯片上最細(xì)電路線寬的1%,,其質(zhì)量是同體積鋼的1/6,強(qiáng)度卻是鋼的100倍,,納米碳管將成為未來高能纖維的首選材料,,并廣泛用于制造超微導(dǎo)線,、開關(guān)及納米級(jí)電子線路。
納米催化劑:由于納米材料的表面積大大增加,,而且表面結(jié)構(gòu)也發(fā)生很大變化,,使表面活性增強(qiáng),所以可以將納米材料用作催化劑,,如超細(xì)的硼粉,、高鉻酸銨粉可以作為炸藥的有效催化劑;超細(xì)的鉑粉,、碳化鎢粉是高效的氫化催化劑,;超細(xì)的銀粉可以為乙烯氧化的催化劑;用超細(xì)的Fe3O4微粒做催化劑可以在低溫下將CO2分解為碳和水,;在火箭燃料中添加少量的鎳粉便能成倍地提高燃燒的效率,。
量子元件:制造量子元件,首先要開發(fā)量子箱,。量子箱是直徑約10納米的微小構(gòu)造,,當(dāng)把電子關(guān)在這樣的箱子里,就會(huì)因量子效應(yīng)使電子有異乎尋常的表現(xiàn),,利用這一現(xiàn)象便可制成量子元件,,量子元件主要是通過控制電子波動(dòng)的相位來進(jìn)行工作的,從而它能夠?qū)崿F(xiàn)更高的響應(yīng)速度和更低的電力消耗,。另外,,量子元件還可以使元件的體積大大縮小,使電路大為簡(jiǎn)化,,因此,,量子元件的興起將導(dǎo)致一場(chǎng)電子技術(shù)革命。人們期待著利用量子元件在21世紀(jì)制造出16GB(吉字節(jié))的DRAM,,這樣的存儲(chǔ)器芯片足以存放10億個(gè)漢字的信息,。
目前我國(guó)已經(jīng)研制出一種用納米技術(shù)制造的乳化劑,以一定比例加入汽油后,,可使象桑塔納一類的轎車降低10%左右的耗油量,;納米材料在室溫條件下具有優(yōu)異的儲(chǔ)氫能力,在室溫常壓下,,約2/3的氫能可以從這些納米材料中得以釋放,,可以不用昂貴的超低溫液氫儲(chǔ)存裝置。
綜述
隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展,,人們?cè)趥鹘y(tǒng)材料的基礎(chǔ)上,,根據(jù)現(xiàn)代科技的研究成果,開發(fā)出新材料。新材料按組分,,有金屬材料、無機(jī)非金屬材料(如陶瓷,、砷化鎵半導(dǎo)體等),、有機(jī)高分子材料、先進(jìn)復(fù)合材料四大類,。按材 料性能分,,有結(jié)構(gòu)材料和功能材料。結(jié)構(gòu)材料主要是利用材料的力學(xué)和理化性能,,以滿足高強(qiáng)度,、高剛度、高 硬度,、耐高溫,、耐磨、耐蝕,、抗輻照等性能要求,;功能材料主要是利用材料具有的電、磁,、聲,、光熱等效應(yīng), 以實(shí)現(xiàn)某種功能,,如半導(dǎo)體材料,、磁性材料、光敏材料,、熱敏材料,、隱身材料和制造原子彈、氫彈的核材料等 ,。新材料在國(guó)防建設(shè)上作用重大,。例如,超純硅,、砷化鎵研制成功,,導(dǎo)致大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路的誕生,使計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度從每秒幾十萬次提高到現(xiàn)在的每秒百億次以上,;航空發(fā)動(dòng)機(jī)材料的工作溫度每提高100℃,,推力可增大24%;隱身材料能吸收電磁波或降低武器裝備的紅外輻射,,使敵方探測(cè)系統(tǒng)難以發(fā)現(xiàn)等等,。
21世紀(jì)科技發(fā)展的主要方向之一是新材料的研制和應(yīng)用。新材料的研究,是人類對(duì)物質(zhì)性質(zhì)認(rèn)識(shí)和應(yīng)用向更深層次的進(jìn)軍,。
新材料用途向多種領(lǐng)域發(fā)展
隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,,產(chǎn)業(yè)用紡織品新材料不斷地呈現(xiàn)發(fā)展趨勢(shì),用途也不斷向多種領(lǐng)域擴(kuò)展,。一些具有特殊功能的纖維如芳綸,、聚苯硫醚、碳纖維等,,雖然價(jià)格較貴,,但在環(huán)境保護(hù)、節(jié)能減排,、阻燃耐高溫等領(lǐng)域仍被市場(chǎng)看好,。
阻燃:助建筑材料一臂之力
建筑與紡織的聯(lián)姻是最近幾年才有的。將纖維放入混凝土中,,起到增強(qiáng)建筑強(qiáng)力,、抗老化的效果,已經(jīng)取得了成效,,在奧運(yùn)場(chǎng)館的建設(shè)中,,這樣的實(shí)例不少。但是,,作為建筑行業(yè)使用的防火,、阻燃材料紡織品,還沒有引起足夠的重視,。2009年2月9日央視配樓的火災(zāi),,過去已1年時(shí)間了,但人們?nèi)匀挥洃洩q新,。這場(chǎng)大火,,給國(guó)家和人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全帶來了嚴(yán)重危害。最近,,媒體披露了失火原因系大樓外墻易燃材料——擠塑板遇燃放的煙花引燃起火,。擠塑板雖然環(huán)保,但是具有易燃性,,過火極快,。使用這種易燃材料,一旦遇到火星,,造成的損失就不可避免,。在建筑工程領(lǐng)域,為了減少由此造成的損失,,世界各國(guó)對(duì)阻燃材料的研究格外重視,。一些高性能及高阻燃性的聚合物,,包括聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酰亞胺(PEI),、聚苯硫醚(PPS),、聚苯砜(PPSU)、聚醚砜(PES),、聚偏氟乙烯(PVDF)和改性聚苯醚(PPO)等浮出水面,。
目前我國(guó)生產(chǎn)和使用最多的是阻燃劑整理織物,包括純棉,、純滌綸、純毛,、滌棉和各種混紡的耐久性阻燃織物和純棉,、粘膠、純滌綸非耐久性洗滌阻燃織物,,有識(shí)人士指出,,隨著人民生活與環(huán)境條件的不斷改善,人們對(duì)阻燃紡織品性能要求越來越高,,應(yīng)投入人力和資金,,加大開發(fā)尺寸穩(wěn)定性、耐化學(xué)品性和耐磨性的阻燃纖維產(chǎn)品,,擴(kuò)大應(yīng)用范圍,。近年來,我國(guó)在研制阻燃材料方面投入了大量人力物力,,其中產(chǎn)業(yè)用紡織品中阻燃,、耐高溫材料受到格外關(guān)注,并成為阻燃纖維發(fā)展的方向和趨勢(shì),。2009年,,一項(xiàng)重大科研成果——芳綸1313與耐高溫絕緣紙制備關(guān)鍵技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化通過了中國(guó)紡織工業(yè)協(xié)會(huì)組織的專家鑒定,此項(xiàng)成果還獲得中國(guó)紡織工業(yè)協(xié)會(huì)科學(xué)技術(shù)一等獎(jiǎng),。這項(xiàng)由上海東華大學(xué),、圣歐(蘇州)安全防護(hù)材料有限公司和廣東彩艷股份公司共同開發(fā)研究的技術(shù)和裝備,開啟了芳綸1313產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程,。圣歐開發(fā)部工程師顏言告訴記者,,芳綸1313是一種綜合性能優(yōu)良的高科技纖維,具有良好的物理機(jī)械性能,。芳綸產(chǎn)品不僅具有可觀的經(jīng)濟(jì)價(jià)值,,而且還具有重要的戰(zhàn)略意義。因此它是目前世界上耐高溫纖維中發(fā)展最快的品種之一,。他說,,在目前年產(chǎn)間位芳綸2000噸的基礎(chǔ)上,,公司決定擴(kuò)建產(chǎn)能,二期工程計(jì)劃達(dá)到年產(chǎn)7000噸芳綸1313和3000噸絕緣復(fù)合材料的規(guī)模,。
據(jù)了解,,目前全世界芳綸產(chǎn)量在3.1萬噸,其中美國(guó)杜邦公司產(chǎn)量最大,,為2.5萬噸,,其次是日本帝人公司,年產(chǎn)2500噸左右,。我國(guó)生產(chǎn)芳綸1313的企業(yè)主要有煙臺(tái)氨綸,、圣歐集團(tuán)和廣東彩艷股份公司等,年產(chǎn)總量在5000噸~6000噸之間,,遠(yuǎn)不能滿足市場(chǎng)的需要,。中國(guó)產(chǎn)業(yè)用紡織品行業(yè)協(xié)會(huì)高級(jí)工程師張艷博士介紹說,國(guó)家出臺(tái)的建材下鄉(xiāng)政策,,產(chǎn)業(yè)用紡織品可以助一臂之力,。一些高性能纖維用于建筑材料,可以起到增強(qiáng),、防火,、阻燃的功效。如果可以把這些高性能纖維納入建材下鄉(xiāng)的范圍,,就可以擴(kuò)大產(chǎn)業(yè)用紡織品用途,,擴(kuò)大產(chǎn)業(yè)用紡織品市場(chǎng)。
低碳:促產(chǎn)業(yè)提速快速發(fā)展
環(huán)保低碳是當(dāng)今世界主流,,減少碳排放是國(guó)家長(zhǎng)期目標(biāo),。由于聚苯硫醚(PPS)纖維具有耐磨損、高熔點(diǎn)(200度不熔化)和穩(wěn)定性的特征,,為工業(yè)除塵首選材料,,在我國(guó)煤炭、電力,、水泥行業(yè)被廣泛使用,,充當(dāng)減排的“尖兵”。有資料顯示,,目前,,我國(guó)燃煤電力、燃煤鍋爐袋式除塵設(shè)備占到除塵設(shè)備總量不到10%,。隨著國(guó)家環(huán)保力度加大,,對(duì)袋式除塵技術(shù)優(yōu)勢(shì)的認(rèn)識(shí)也逐步提高,PPS纖維的年需求量將以每年30%以上的速度增長(zhǎng),,市場(chǎng)前景十分廣闊,。另外,,PPS纖維在城市垃圾焚燒、汽車尾氣除塵,、保溫材料,、絕緣材料、化工過濾材料等其它方面的應(yīng)用也十分廣闊,,需求量也逐年加大,。 近年來,我國(guó)加大了PPS纖維產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程,。由中國(guó)紡織科學(xué)研究院參與工藝路線的研制,,四川得陽科技股份有限公司承擔(dān)的國(guó)家級(jí)高新產(chǎn)品研發(fā)項(xiàng)目——聚苯硫醚纖維產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn),于2008年1月投料開車成功,,打破了國(guó)外對(duì)中國(guó)的技術(shù)封鎖和產(chǎn)品銷售的壟斷,。目前,得陽股份的聚苯硫醚生產(chǎn)能力已經(jīng)接近3萬噸/年,。為了適應(yīng)國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)不斷增長(zhǎng)的需求,該公司已經(jīng)規(guī)劃實(shí)施了新的擴(kuò)產(chǎn)項(xiàng)目,,預(yù)計(jì)在2010年,,聚苯硫醚的生產(chǎn)能力將穩(wěn)居世界首位,產(chǎn)品的性能也將達(dá)到世界先進(jìn)水平,。
今年1月,,江蘇瑞泰科技有限公司生產(chǎn)高性能PPS纖維的新廠在江蘇張家港落成并順利投產(chǎn),使我國(guó)PPS纖維生產(chǎn)初步實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化,。這將為國(guó)家電力行業(yè)袋式除塵的推廣解決原料的瓶頸,。此舉符合國(guó)家節(jié)能環(huán)保和“低碳經(jīng)濟(jì)”的要求,將進(jìn)一步提高我國(guó)PPS纖維生產(chǎn)水平,。