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基本信息

項(xiàng)目名稱：
芳綸漿粕增強(qiáng)橡膠無石棉密封墊的研究
小類：
能源化工
簡介：
以丁腈橡膠為基體，芳綸漿粕、白炭黑為增強(qiáng)材料制備復(fù)合材料，主要研究芳綸漿粕和白炭黑的用量以及不同硫化條件對復(fù)合材料性能的影響，開發(fā)研制了一種新型健康無毒害橡膠密封墊,并對其進(jìn)行了系統(tǒng)的性能測試分析。結(jié)果表明,在一定配比、適宜的硫化條件下，芳綸漿粕增強(qiáng)的橡膠密封墊具有優(yōu)異的綜合性能。
詳細(xì)介紹：
以橡膠為基體、石棉纖維為增強(qiáng)材料制成的密封材料兼有石棉和橡膠的優(yōu)良綜合性能,具有很好的彈性、耐熱性、抗蠕變松弛特性和耐化學(xué)腐蝕性,一直是產(chǎn)量最大、應(yīng)用最廣的非金屬密封材料。但石棉制品無論在生產(chǎn)或是使用過程中均會(huì)給人體健康造成嚴(yán)重危害,因而,世界各國特別是工業(yè)發(fā)達(dá)國家都致力于尋求合適的非石棉纖維以替代石棉纖維,研制不含石棉但綜合性能不亞于石板制品的高品質(zhì)綠色密封產(chǎn)品。 纖維素漿粕和芳綸漿粕是兩種目前最常用于密封材料中取代石棉纖維的有機(jī)漿粕狀纖維,除作為加工助劑外,主要起增強(qiáng)和隔熱作用[2]。纖維素漿粕在打漿的過程中對纖維的潤漲和纖維間的粘合起很好的作用,但用纖維素漿粕增強(qiáng)的密封材料拉伸強(qiáng)度偏低,彈性較差,易脆,特別是耐熱性能較差;芳綸漿粕增強(qiáng)的密封材料具有良好的綜合性能。

作品專業(yè)信息

撰寫目的和基本思路

以橡膠為基體、石棉纖維為增強(qiáng)材料制成的密封材料具有優(yōu)良綜合性能,但石棉制品會(huì)給人體造成危害，如石棉的致癌性。芳綸漿粕是最常用于密封材料中取代石棉纖維的有機(jī)漿粕狀纖維。由芳綸漿粕和丁腈橡膠制備的復(fù)合材料具有高強(qiáng)度、高模量和耐高溫的性能特點(diǎn)，其環(huán)境友好型和市場應(yīng)用廣闊。 基本思路： 了解環(huán)境友好型特點(diǎn)及廣闊的市場應(yīng)用前景 加工及性能的研究 實(shí)驗(yàn)研究復(fù)合材料性能的影響

科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處

橡膠是具有熵彈性。在橡膠純膠中加入補(bǔ)強(qiáng)材料，能顯著提高橡膠材料的物理機(jī)械性能。 芳綸漿粕作為芳綸短纖維的差別化產(chǎn)品在復(fù)合材料中的分散比較均勻,微纖結(jié)構(gòu)使得芳綸漿粕表面積很大,因此與橡膠的潛在接觸面大, 且由于“ 機(jī)械 ”嚙合作用而與橡膠有很強(qiáng)的表面結(jié)合力。 以芳綸漿粕替代石棉纖維作為增強(qiáng)劑，制成的密封材料對人體健康無害，且具有良好的綜合性能。

應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義

（1）橡膠是關(guān)系國計(jì)民生和國防安全的重要戰(zhàn)略物資，滿足各種各樣的需求，對橡膠進(jìn)行配合改性加工就顯得特別重要。 （2）以芳綸漿粕作為增強(qiáng)劑的密封材料具有良好的綜合性能，且芳綸漿粕對人體健康無害。 （3）芳綸漿粕在先進(jìn)復(fù)合材料、防護(hù)材料、橡膠增強(qiáng)材料、纜繩和光纜、工業(yè)織物、建筑結(jié)構(gòu)加固材料、摩擦材料和密封材料等領(lǐng)域具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

學(xué)術(shù)論文摘要

以橡膠為基體、石棉纖維為增強(qiáng)材料制成的密封材料兼有石棉和橡膠的優(yōu)良綜合性能,具有很好的彈性、耐熱性、抗蠕變松弛特性和耐化學(xué)腐蝕性,一直是產(chǎn)量最大、應(yīng)用最廣的非金屬密封材料。但石棉制品無論在生產(chǎn)或是使用過程中均會(huì)給人體健康造成嚴(yán)重危害,因而,世界各國特別是工業(yè)發(fā)達(dá)國家都致力于尋求合適的非石棉纖維以替代石棉纖維,研制不含石棉但綜合性能不亞于石板制品的高品質(zhì)綠色密封產(chǎn)品。 纖維素漿粕和芳綸漿粕是兩種目前最常用于密封材料中取代石棉纖維的有機(jī)漿粕狀纖維,除作為加工助劑外,主要起增強(qiáng)和隔熱作用。纖維素漿粕在打漿的過程中對纖維的潤漲和纖維間的粘合起很好的作用,但用纖維素漿粕增強(qiáng)的密封材料拉伸強(qiáng)度偏低,彈性較差,易脆,特別是耐熱性能較差;芳綸漿粕增強(qiáng)的密封材料具有良好的綜合性能。

獲獎(jiǎng)情況

山東科技大學(xué)挑戰(zhàn)杯比賽

鑒定結(jié)果

一等獎(jiǎng)

參考文獻(xiàn)

[1] 顧伯勤.非石棉密封墊片的性能及應(yīng)用[J].化工設(shè)備與管道,2002,39(1):5. [2] Kaminski,Stanley S,Evans,Robert E.Ashbestos-f ree gasket s and t he like containing blends of organic fibrous and particolate component s.U SP 5,472,995. [3] 梁星宇，周木英等。橡膠工業(yè)手冊（第三分冊，配方與基本工藝分冊）化學(xué)工業(yè)出版社1992 191-258 [4] 加藤誠一著，施祖培譯.芳香族聚酰胺纖維技術(shù)展望[J].產(chǎn)業(yè)用紡織品，1995，13(l):40-42. [5] 李金寶，張美云，吳養(yǎng)育.對位芳綸纖維結(jié)構(gòu)形態(tài)及造紙性能[J].中國造紙2004，23(10):54一57 [6] 羅益鋒.保持強(qiáng)勢發(fā)展的世界高科技纖維（1）[J].高科技纖維與應(yīng)用，2008，33（3）:6. [7] 羅益鋒.創(chuàng)新為世界高性能纖維帶來勃勃生機(jī)[J].高科技纖維與應(yīng)用，2009，34（3）:9. [8] 韓國科龍?jiān)鰯U(kuò)對位芳綸產(chǎn)能[J].海外速報(bào)，2009，（821）：6. [9] 陸慕寒.對位芳綸纖維中試研究項(xiàng)目通過鑒定[N].中國紡織報(bào),2007-10-29(1).

同類課題研究水平概述

目前，全球?qū)ξ环季]的主要生產(chǎn)商有杜邦（美）、帝人（日）、科龍（韓）、曉星（韓）等。 美國杜邦公司是對位芳綸的發(fā)明者和最主要的生產(chǎn)商。1966年S.L.Kwolek發(fā)明了對位芳綸液晶紡絲新技術(shù)，1972年對位芳綸實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。美國Du Pont公司和A kzo 公司都開發(fā)了橡膠的芳綸母煉膠以增強(qiáng)橡膠纖維之間的黏合, 提高分散性能。 日本帝人公司的對位芳綸有Technora R和Twaron R兩種牌號。Technora R是帝人公司利用獨(dú)自技術(shù)開發(fā)的共聚型對位芳綸，1987年產(chǎn)業(yè)化。Twaron R原是荷蘭Akzo Nobel公司的產(chǎn)品，其化學(xué)結(jié)構(gòu)與Kevlar相同，1972年開始研究，1987年產(chǎn)業(yè)化。 此外，韓國、俄羅斯和德國等也正在開發(fā)或生產(chǎn)對位芳綸，但產(chǎn)量較少。 我國對位芳綸的研究始于1972年，主要研究單位有中科院化學(xué)所、上海市合成纖維研究所、晨光化工研究院、東華大學(xué)和清華大學(xué)等，在1972—1991年期間，先后經(jīng)歷了實(shí)驗(yàn)室研究、小試和中試幾個(gè)階段，并被列為“六五”、“七五”和“八五”國家重大科技攻關(guān)項(xiàng)目和國家“863”計(jì)劃，取得了一批科研成果，但因種種原因，終未實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。21世紀(jì)初，我國對位芳綸迎來了一個(gè)新的開發(fā)熱潮，并在工程化研究方面取得了重大突破，其中最引人注目的有：2007年上海艾麥達(dá)公司和東華大學(xué)“100 t/a對位芳綸聚合體制備中試研究”項(xiàng)目通過了中國紡織工業(yè)協(xié)會(huì)組織的鑒定，并申請了多項(xiàng)國家專利；2008年儀征化纖集團(tuán)公司和煙臺氨綸股份有限公司百噸級對位芳綸中試項(xiàng)目也相繼通過專家鑒定。2008年我國對位芳綸總產(chǎn)能為300 t/a。由于預(yù)分散對位短纖維/漿粕在國內(nèi)的應(yīng)用前景受幾個(gè)因素影響，仍然存在許多問題。
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