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新型材料开发及应用的文章

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新型材料开发及应用的文章

光电子材料 optoelectronic material 在光电子技术领域应用的,以光子、电子为载体,处理、存储和传递信息的材料。光电子技术是结合光学和电子学技术而发展起来的一门新技术,主要应用于信息领域,也用于能源和国防领域。已使用的光电子材料主要分为光学功能材料、激光材料、发光材料、光电信息传输材料(主要是光导纤维)、光电存储材料、光电转换材料、光电显示材料(如电致发光材料和液晶显示材料)和光电集成材料。 (一)新型光电子材料及相关基础材料、关键设备和特种光电子器件 1、光电子基础材料、生长源和关键设备 研究目标:突破新型生长源关键制备技术,掌握相关的检测技术;突破半导体光电子器件的基础材料制备技术,实现产业化。 研究内容及主要指标: 1) 高纯四氯化硅(4N)的纯化技术和规模化生产技术(B类,要求企业负责并有配套投入) 2) 高纯(6N)三甲基铟规模化生产技术(B类,要求企业负责并有配套投入) 3) 可协变(Compliant)衬底关键技术(A类) 4) 衬底材料制备与加工技术(B类) 重点研究开发外延用蓝宝石、GaN、SiC等衬底材料的高标抛光产业化技术(Epi-ready级);大尺寸(>2")蓝宝石衬底材料制备技术和产业化关键技术。蓝宝石基GaN器件芯片切割技术。 5) 用于平板显示的光电子基础材料与关键设备技术(A类) 大面积(对角线>14〃)的定向排列碳纳米管或纳米棒薄膜生长的关键技术; 等离子体平板显示用的新型高效荧光粉的关键技术。 2、人工晶体和全固态激光器技术 研究目标:研究探索新型人工晶体材料与应用技术,突破人工晶体的产业化关键技术,研制大功率全固态激光器,解决产业化关键技术问题。 研究内容及主要指标: 1) 新型深紫外非线性光学晶体材料和全固态激光器(A类); 2) 面向光子/声子应用的人工微结构晶体材料与器件 (A类); 3) 研究开发瓦级红、蓝全固态激光器产业化技术(B类),高损伤阈值光学镀膜关键技术(B类),基于全固态激光器的全色显示技术(A类); 4) 研究开发大功率半导体激光器阵列光纤耦合模块产业化技术(B类); 5) Yb系列激光晶体技术(A类)。 3、新型半导体材料与光电子器件技术 研究目标:重点研究自组装半导体量子点、ZnO晶体和低维量子结构、窄禁带氮化物等新型半导体材料及光电子器件技术。 研究内容及主要指标: 1) 研究ZnO晶体、低维量子结构材料技术,研制短波长光电子器件 (A类) 2) 自组装量子点激光器技术 (A类) 3) Ⅲ-Ⅴ族窄禁带氮化物材料及器件技术(A类) 4) 光泵浦外腔式面发射半导体激光器(A类) 4、 光电子材料与器件产业化质量控制技术(A类) 研究目标:发展人工晶体与全固态激光器、GaN基材料及器件表征评价技术,解决产业化质量控制关键技术。 研究内容:重点研究人工晶体与全固态激光器、GaN基材料及器件质量监测新方法与新技术,相关产品测试条件与数据标准化研究。 5、光电子材料与器件的微观结构设计与性能预测研究(A类) 研究目标:提出光电子新材料、新器件的构思,为原始创新提供理论概念与设计 研究内容:针对光电子技术的发展需求,结合本主题的研制任务,采用建立分析模型、进行计算机模拟,在不同尺度(从原子、分子到纳米、介观及宏观)范围内,阐明材料性能与微观结构的关系,以利性能、结构及工艺的优化。解释材料制备实验中的新现象和问题,预测新结构、新性能,预报新效应,以利材料研制的创新。低维量子结构材料新型表征评价技术和设备。 (二)通信用光电子材料、器件与集成技术 1、集成光电子芯片和模块技术 研究目标:突破并掌握用于光电集成(OEIC)、光子集成(PIC)与微光电机械(MOEMS)方面的材料和芯片的关键工艺技术,以典型器件的研制带动研究开发工艺平台的建设和完善,探索集成光电子系统设计和工艺制造协调发展的途径,促进芯片、模块和组件的产业化。 研究内容及主要指标: 1) 光电集成芯片技术 (1)速率在以上的长波长单片集成光发射机芯片及模块关键技术(A类) (2) 高速 Si基单片集成光接收机芯片及模块关键技术(A类) 2) 基于平面集成光波导技术的OADM芯片及模块关键技术(A类) 3) 平面光波导器件的自动化耦合封装关键技术(B类) 4) 基于微光电机械(MOEMS)芯片技术的8′8以上阵列光开关关键技术(A类) 5) 光电子芯片与集成系统(Integrated System)的无生产线设计技术研究(A类) 2、 通信光电子关键器件技术 研究目标:针对干线高速通信系统和密集波分复用系统、全光网络以及光接入网系统的需要,重点进行一批技术含量高、市场前景广阔的目标产品和单元技术的研究开发,迅速促进相应产品系列的形成和规模化生产,显著提高我国通信光电子关键器件产业的综合竞争能力。 研究内容及主要指标: (1) 速率在10Gb/s以上的高速光探测器组件(PIN-TIA) 目标产品和规模化生产技术,直接调制DFB-LD目标产品和规模化生产技术,光转发器(Transponder)目标产品和规模化生产技术;(均为B类,要求企业负责并有配套投入) (2) 40通道、间隔EDFA动态增益均衡关键技术(A类); (3) InGaNAs高性能激光器研究(A类); (4) 光波长变换器关键技术和目标产品(B类); (5) 可调谐激光器目标产品(A类); (6) 用于无源光网络(EPON)的突发式光收发模块关键技术和目标产品(B类)。 3、光纤制造新技术及新型光纤 研究目标:研究开发并掌握具有自主知识产权的光纤预制棒制造技术;研究开发新一代通信光纤,推动光纤通信系统在高速、大容量骨干网以及接入网中的应用。 研究内容和主要指标: 1) 光纤预制棒制造新技术(B类,要求企业负责并有配套投入); 2) 新型特种光纤(A类)。 (三)面向信息获取、处理、利用的光电子材料与器件 1.GaN材料和器件技术 研究目标:重点突破用于蓝光激光器衬底的GaN体单晶生长技术。 研究内容及主要指标: 大面积、高质量GaN体单晶生长技术。 2、超高亮度全色显示材料与器件应用技术 研究目标:研究开发用于场致电子发射平板显示器(FED)材料和器件结构,以及超高亮度冷阴极发光管制作和应用的关键技术。 说明:等离子体平板显示器和高亮度、长寿命有机发光器件(OLED)和FED的产业化关键技术将于"平板显示专项"中考虑。 研究内容及主要指标: 1) 超高亮度冷阴极发光管制作和应用的关键技术(A类); 2) 研制FED用的、能够在低电压下工作的新型冷阴极电子源结构、新型冷阴极电子发射材料(A类)。 3、超高密度光存储材料与器件技术 研究目标:发展具有自主知识产权的超高密度、大容量、高速度光存储材料和技术,达到国际先进水平,为发展超高密度光存储产业打下基础。 研究内容及主要指标: 1) DVD光头用光源和非球面透镜等产业化关键技术(B类); 2) 新型近场光存储材料和器件(A类)。 4、光传感材料与器件技术 研究目标:以特殊环境应用为目的,实现传感元器件的产业化技术开发;研究开发新型光电传感器。 研究内容及主要指标: 1) 光纤光栅温度、压力、振动传感器的产业化技术(B类,要求企业负责并有配套投入); 2) 锑化物半导体材料及室温无制冷红外焦平面探测器技术(A类); 3) 大气监测用高灵敏红外探测器及其列阵(A类) ; 4) 基于新概念、新原理的光电探测技术(A类); 5、新型有机光电子材料及器件 研究目标:研究开发新型有机半导体材料及其在光显示等领域的应用。 研究内容及主要指标:: 1) 有机非线性光学材料及其在全光光开关中的应用(A类); 2) 有机半导体薄膜晶体管材料与器件技术(A类)。

新型建筑材料的主要特点、类型及具体运用论文

从小学、初中、高中到大学乃至工作,大家都写过论文,肯定对各类论文都很熟悉吧,通过论文写作可以提高我们综合运用所学知识的能力。你知道论文怎样写才规范吗?以下是我收集整理的新型建筑材料的主要特点、类型及具体运用论文,供大家参考借鉴,希望可以帮助到有需要的朋友。

摘要: 随着我国建筑行业的不断发展与进步,越来越多的新型建筑材料在土木工程中得到应用,促进了土木工程的不断完善和发展。绿色建筑材料、新型复合材料、新型混凝土材料的广泛应用,既降低了工程施工对环境造成的伤害,又提升了建筑的整体质量,缩短了施工周期。对此,文章主要探究新型建筑材料在土木工程专业的具体应用,旨在促进建筑行业的更好发展。

关键词: 土木工程;新型建筑材料;绿色建筑材料;

建筑业的发展为我国整体经济发展贡献了巨大的力量,因此,我国十分注重建筑行业的发展。为促进建筑行业的长远发展,就必须在其发展过程中贯彻节能环保的发展理念,这样才能使其更好地适应社会,从而带来更大的经济效益。建筑材料作为土木工程施工的基础,它的质量和标准决定着整个工程的质量,因此,必须对其严格把控。随着科学技术的不断发展与进步,越来越多的新型建筑材料被应用于土木工程,这些材料的广泛使用提升了工程的施工速度,缩短了施工周期,极大地节约了人力和物力。

1、新型建筑材料的应用优势

在建筑的建造过程中,使用材料的质量直接决定着建筑的使用寿命和使用价值。与传统的建筑材料相比,新型建筑材料最大的优势就是使用寿命更长,它在性能、能耗方面都有着不错的表现,这也是传统建筑材料所达不到的。另外,新型建筑材料的使用能够提升土木工程的工作效率,缩短施工周期,使建筑工人在相同的工作时间里达到更高的工作效率。

2、新型建筑材料的发展现状

随着我国市场经济的发展与进步,建筑行业也取得了较大的发展,有越来越多的人开始从事建筑材料的开发和研究工作。新型建筑材料的开发和使用也使我国建筑领域的发展取得了质的飞跃。现阶段,市场对新型建筑材料的需求量越来越大,这说明我国建筑行业发展得越来越好,新型建筑材料的开发和销售成为建筑行业的新兴产业,对我国经济发展也起着一定的推动作用。

如今,随着对新型建筑材料研究的不断深入,我国在这方面已经有一套从生产到销售完整的工作链。另外,我国的技术水平也始终在线,现在已经具备独立研发新型建筑材料的能力,已经可以不再依靠外来技术。除了具有完整的生产线外,还配备了专业的研发团队和生产团队,既有一流的研发水平,又有独立的产业化生产线,推动了生产规模的扩大。专业的科研团队也使我国的新型建筑材料更加环保、健康、无害,朝着绿色环保的方向不断迈进。

3、新型建筑材料的主要特点

功能多样化

传统的土木工程建筑材料种类不多,质量不好,功能也不够齐全,不能够很好地满足人们对建筑的要求。新型建筑材料的研发和使用能够很好地弥补传统建筑材料的弊端,实现功能的多样化,除了能满足居民的日常使用需求,还能够提升建筑的整体质量,使其更加环保、绿色、健康。另外,新型建筑材料还具备抗水防火、防辐射、防病菌等多重功能,这也使居民居住的环境有了更全面的保障。

成分复合化

新型建筑材料的组成成分不是单一的,可以将材料按照一定的比例混合,从而得到所需的建筑材料。另外,这种复合型材料因其自身组成成分的多样性,使得它的功能不再单一,可以融合各种组成材料的特点,真正取长补短。新型建筑材料成分复合化的特点,使其能够更好地适应现代土木工程对建筑材料的各种需求。

更加节能环保

节能环保是时代发展的主旋律,任何行业,只有顺应时代发展的脚步,才能够获得长远的发展。因此,企业在发展的过程中应重视对环境的保护,建筑行业也包括在内。建筑行业贯彻落实绿色环保的发展理念,应从建筑材料入手。传统的建筑材料首先考虑的是人的居住体验,并没有太多关注环境保护。而新型建筑材料与之有很大的不同,它的设计理念是在满足居民居住体验的基础上尽量做到节能环保,同时,节能环保的建筑材料也给居民带来了更好的居住体验。

生产工艺更完善

随着科学技术的不断进步,新型建筑材料的生产工艺和制作流程也更加完备,制造出的建筑材料的规格和质量也更加标准、优质。建筑材料的好坏决定着土木工程质量的优劣,因此,高标准的新型建筑材料使建筑的整体水平得到了大幅度的提升。

4、新型建筑材料的主要类型及实际应用

新型混凝土材料

新型混凝土材料是在普通混凝土的基础上升级改造而来,主要是添加了一些新型材料,提升了它的品质,具有价格低、品质好、操作简单等特点。最常见的新型混凝土材料主要有以下三种。

(1)轻质混凝土,顾名思义,就是比一般的混凝土更“轻”的混凝土。它主要是在普通混凝土中加入了一些天然轻骨料、煤矸石等成分,其主要特点就是密度低、强度大、成本低。虽然它比普通混凝土轻,但其保温性能和抗冻性能一点不比普通混凝土差。在一些比较寒冷的地区,它是土木工程的首选材料。

(2)低强混凝土。低强混凝土的抗压能力不强,能承受的最大压强大概为30MPa,其主要是在公路路基、建筑地基等的建造中作为隔离或填补材料使用。在使用低强混凝土时,一般要与普通混凝土混合使用,利用普通混凝土的抗压能力来弥补自身的不足。两者的混合使用可以有效提升建筑的抗压能力和弹性模量,能够有效避免建筑出现裂缝、坍塌等问题。

(3)自密实混凝土。自密实混凝土与普通混凝土最大的不同在于它的制作,自密实混凝土可以根据自重完成密实,不需要借助外界的`力量。这种制作方式使材料自身具有更大的流动性,能够分布至建筑中的各个角落。在土木工程施工过程中,使用这种混凝土不会产生很大的声音,保证了施工团队在夜间工作时不会影响他人。

新型复合材料

新型复合材料的种类有很多,在土木工程中应用的新型复合材料主要是纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Polymer,FRP)。此种复合材料中含有纤维成分,这就使其具有一定的延展性和抗牵拉能力,在强度、硬度的方面都要优于普通的建筑材料。在以往的土木工程中,材料本身存在很大的不足,导致建筑在使用过程中容易出现各种各样的问题,严重影响了建筑的使用价值。新型复合材料的出现刚好弥补了这一缺陷,它有良好的抗高压性能和耐腐蚀性,可以有效延长建筑的使用寿命。

绿色建筑材料

绿色建筑材料也可以分为不同类型,在土木工程中应用时可以根据建筑的用途和目的来选择相应的绿色建筑材料。

(1)功能性材料。此种建筑材料是用来代替传统的、具有实用功能的建筑材料,具有传统建筑材料的所有使用功能,可以有效降低材料的浪费,因而更加健康、环保。

(2)结构性材料。此种材料可以满足土木工程对不同板块的需求,如防水性木材、承重型钢材等,这些材料能够根据建筑的需求发挥不同的作用。这些绿色建筑材料的应用既满足了建筑美观的要求,又保障了人们的健康。

(3)装饰性材料。此种材料的主要作用是美化建筑,使建筑更加美观、大气。此种绿色建筑材料比普通的装饰性材料更加绿色、环保,建筑的主要作用就是供人们长期生活和工作,而绿色环保的装饰性材料更加有利于人们的身体健康。

全新节能型墙体材料

全新节能型墙体材料的应用可以减轻施工人员的工作压力以及工程投入,使整个项目能够更加高效地进行,因此,此种建筑材料在土木工程中的应用范围十分广泛。全新节能型墙体材料由工业废渣制作而成,这种变废为宝的应用模式真正体现了节能环保的发展理念,这也将会是建筑行业改革的重点发展方向,这同时也符合国家对建筑材料质量的要求。

其实新型墙体材料早在七八年前就出现在建筑行业,当时要求新型墙体材料要占总墙体材料的55%以上,新型墙体材料在整个建筑中的应用也要不低于65%。随着时代的发展,人们对墙体的质量和规格也有了更高的要求,这就使得墙体发展从黏土向非黏土转变,从实心向空心转变,总而言之,对墙体的整体要求就是越来越轻盈、节能、环保。而全新的节能型墙体材料正是以轻质、环保、绿色、健康、优质、经济等特点出现在大众的视野,符合人们对墙体的全部要求。因此,全新节能型墙体材料就成为土木工程建筑施工的首选。

纤维增强复合材料

纤维增强复合材料也是一种混合材料,它是纤维材料与基体材料按照一定比例混合后产生的。此种材料除了具备一般材料的特性,还具有纤维材料延展性好、质轻而硬等特点。如今,人们又根据采用的树枝品种的不同而将它分为许多不同的类型,但这些不同类型的材料都有一些共同点,即质量好、不导电、耐腐蚀等,因而它们在建筑行业中的应用也十分广泛。

随着社会的不断进步和发展,我国的科技水平也有了显着的提升,而土木工程的不断发展和壮大在一定程度上是因为借助了这些新技术、新材料。这其中自然是少不了纤维增强复合材料的广泛应用。现代建筑工程都在向高耸、重载、轻质的方向发展,而纤维增强复合材料的特点刚好满足建筑行业的发展要求,因此它被广泛应用于各种桥梁工程、土木建筑、地下工程中,受到建筑行业的广泛关注。

5、新型建筑材料的发展趋势

目前,新型建筑材料在我国的应用范围已十分广泛,随着科学技术的不断进步,新型建筑材料的发展将会更加广阔。随着社会的不断发展与进步,人们探索的领域也在进一步扩大,开始不断探索地底层和海洋深层的秘密。在开发过程中地理环境是一个很大的制约因素,因此要求相关材料具备高强度耐久耐热性、高强度抗冲击、抗腐蚀性、耐磨损性等。一些商用建筑不仅要求建筑材料有高强度的性能,还需要建筑材料的外观具有一定的设计感,符合人们的审美。上述情况都给建筑材料提出了更大的挑战,可见,新型建筑材料在土木工程的应用方面还有很长的路要走。

6、结束语

总之,随着科技的发展与时代的进步,越来越多的新型建筑材料出现在人们的生活中,也为建筑行业的发展注入了全新的力量。因此,施工单位在进行土木工程建设时可以根据建筑的需求来选择合适的新型建筑材料,打造高质量的土木工程建筑。另外,相关研究人员也要加快研究的步伐,加大新型建筑材料的研发力度。

7、参考文献

[1]李海培,徐琦.新型建筑材料在土木工程中的应用探析[J].安徽建筑,2020,27(8):155+164.

[2]贾永刚.绿色建筑材料在建筑工程施工中的应用研究[J].住宅与房地产,2019(21):98.

[3]闫蕾.新型节能环保材料在建筑工程中的应用与展望[J].住宅与房地产,2018(31):88.

[4]王林林.新型土木工程材料研究进展[J].绿色环保建材,2017(12):5.

二、发展新型建材及制品是可持续发展战略的要求对于能源和耕地等资源人均占有量只有世界平均水平1/4的中国来说,国民经济和社会与资源、生态环境协调发展显得更为重要和迫切。目前我国粘土实心砖仍占墙体材料总产量的近80,能耗高、毁田、污染等问题十分严重,每个消耗22亿吨的粘土资源,制砖毁田约12万亩,耗能8200万吨标煤,同时排放大量的粉尘和二氧化碳。因此,发展机关报型建筑材料及制品关系到我国可持续发展战略的实施,同时也关系到建材工业的健康发展。随着国民经济的发展和人民生活水平的逐步提高,人们对居住和工作场扬要求也不断提高。许多国家的经验证实,它是经济发展和社会进步的必然趋势。建筑业的进步不令要求建筑物的质量、功能要完善,而且要求其美观且无害人体健康等。这就要求发展多功能和高效的新型建材及制品,只有这样才能适应社会进步的要求。使用新型建筑材料及制品,可以显著改善建筑物的功能,增加建筑物的使用面积,提高抗震能力,便于机械化施工和提高施工效率,而且同等情况下可以降低建筑造价。天津、成都等城市的实践证实,在同等条件下,采用新型建筑材料及制品可增加有效使用面积近10,减轻建筑自重40以上,有效提高抗震能力。按目前年竣工城镇住宅亿平方米的10采用新材料计,每年可增加有效使用面积约2000万平方米,综合造价可降低约4-7。此外,发展新型建材对于环境保护和资源综合利用也有显著效果,以"八五"期间为例,仅发展新型墙体材料就累计节约生产能耗和建筑采暖能耗2200多万吨标煤,减少毁田约15万亩,利用工业废渣9500万吨,减少三氧化碳排放量2300万吨。作为与建筑业关联性最强,70的产品应用于建筑业的建材工业来说,发展新型建材及制品纳入到建筑设计、施工规程规范中,以推广应用新型那样工促进新型建材的发展。推广应用新型建材不仅社会效益可观,而且经济效益显著。如建筑上应用新型保温材料节能一项的费用,就远大于用新型建材顶替粘土实心砖所增加的费用。因此,发展新型建材及制品是社会进步和提高社会经济效益的重要一环。三、新型建材及制品发展展望按照建材工业"由大变强,靠新出强"跨世纪发展战略的要求,发展新型建材将着重在新字上做文章,促进产业结构的调整。新型建筑材料及制品产值"九五"期间以20-25左右的速度发展,到2000年产值接近1300亿元。其中乡以上独立核算企业产值800-900亿元,占建材工业总产值的20。工艺技术装备和产品质量达到国际70年代水平,骨干企业达到国际80年代初水平,先进企业达到国际同期先进水平。.1、部分新型建材产品2000年及2010年猜测(1)防水密封材料。预计到2000年,全国新型防水卷材产量达到8300万平方米,市场占有率达到20,全国城镇永久性建筑采用新型防水材料达到60。到2010年,全国新型防水卷材产量将达到亿平方米,市场占有率达到50,城镇永久性建筑采用新型防水材料将达到80。(2)保温隔热材料。预计到2000年,全国保温材料需求量为,岩(矿)棉40万吨,玻璃棉5万吨,膨胀珍珠岩30万吨,硅酸铝纤维4万吨。预计到2010年,全国保温材料需求量为:岩(矿)棉60万吨,玻璃棉10万吨,膨胀珍珠岩40万吨,硅酸铝纤维8万吨。(3)矿棉吸声板。预计到2000年,全国矿棉吸声板需求量为2000-2500万平方米。预计到2010年全国矿棉吸声板需求量为4000-5000万平方米,产品品种、质量和数量不但可以满足国内市场需要,而且将有部分产品出口。(4)装饰石膏板。预计到2000年,全国装饰石膏板需求量为700万平方米。预计到2010年,全国装饰石膏板需求量为1400万平方米。石膏板2000年需求量约8000万平方米左右。(5)建筑涂料。预计到2000年,全国建筑涂料需求量为100万吨,中、高档建筑涂料将占较大比例。预计到2010年,全国建筑涂料需求量将达到160万吨。(6)塑料异型材和门窗。预计到2000年,全国塑料异型材需求量为20万吨,可组成1000万平方米塑料门窗。预计到2010年,全国塑料异型需求量为50-60万吨,可组成塑料门窗2500-3000万平方米。(7)塑料地板。预计到2000年,全国塑料地板需求量为8000万平方米。预计到2010年,全国塑料地板需求量将达到-2亿平方米。届时,各种塑料地板(包括弹性卷材地板、半硬质塑料地板、柔性卷材地板)和各种功能地板)抗静电、防腐蚀、防火、保健)的品种、档次将有显著的提高,可基本满足不同层次的需求。(8)塑料管道。预计到2000年,全国塑料管道需求量为40万吨(其中33万吨为排水管、7万吨为给水管),塑料管材与管件不配套问题基本可解决。预计到2010年,全国塑料管道需求量将达到100万吨,其品种包括塑料给水管、电线导管、冷热水管、燃气管等。(9)壁纸、墙布。预计到2000年,全国壁纸、墙布的需求量为-3亿平方米。胶印壁纸、全天然壁布、水墨印崦及其他功能的壁纸将进一步发展,可基本满足高级宾馆、饭店的需要。预计到2010年,全国壁纸壁布需求量将达到4亿平方米以上,并有部分出口。(10)化纤地毯。预计到2000年,全国化纤地毯需求量为1200万平方米,预计到2010年,全国化纤地毯需求量将达到5000-8000万平方米,品种基本可配套,可满足不同要求的建筑物对抗静电、阴燃、防毒、防沾污、耐磨等功能的要求。2、"十五"期间新型建材行业发展重点新型建材将成为中国第十个五个计划期间(2001-2005年重点发展行业。新型墙体材料占墙材总量的比例将由"九五"末期的28增长至35。重点是建设上档次、不水平、规模的主导产品生产线。空心砖重点发展利用废渣的掺加量、高空洞率、高保温性能、高强度的承重多孔砖、外墙饰面的清水墙砖;混凝土砌块重点发展双排孔或多排孔的保温承重砌块、外墙饰面砌块,重点发展机械化(挤压式)生产的轻质多孔条板、外墙复合保温或带饰面的装配式板材,并配合建设部门推广应用轻钢结构体系,发展各种装配式条板。积极推广UPVC塑料管及其它新型塑料管。全国新建住宅室内排水管80、穿线管90。外墙雨水管50采用塑料管,基本淘汰铸铁管,约需各种管材管件16万吨左右;室内上水管和供暖管分别有30和20采用柔性塑料管;城市供水管道50;村镇供水管道80采用塑料管,下水管道15使用塑料管,共需UPVC管道20万吨左右。新型防水材料重点发展SRS、APP、APO改性沥青油毡,工程应用量将达到防水材料市场的55以上,用量约7000万平方米,逐步淘汰纸胎油毡防水材料。高分子防水卷材工程应用量将达到20,用量约5000万平方米,防水涂料工程应用量达7,年用量约6万吨,特种机关报型防水材料应用量将占防水材料应用量的80以上。新型保温材料产量将达到70-80万吨(不包括膨胀珍珠岩)。重点是加强各咱保温材料在建筑上的应用,使新型保温隔热材料在建筑中应用量占当年应用量比例达到35。建筑装饰材料重点发展丙烯酸类乳胶、高档发内外墙涂料、复合仿木地板等一些适销对路产品,朝着功能化、高档化、无化害化方向发展,做到新奇、美观、实用、方便,使装饰装修材料产值达到2000亿元,其工程产值约4000亿元。四、对策与建议1、确定新型建材及制品发展的主导产品,加强结构调整的导向工作。新型墙体材料以节能、节地、利废和改善建筑功能为目的,大力发展各种轻质板材和砼砌块,开发承重复合墙体材料。防水材料重点发展改性沥青防水卷材、聚氨酯防水涂料和硅酮、聚氨酯密封材料;保温材料重点发展建筑用矿物棉、玻璃棉制品;装饰装修材料重点发展丙烯酸类乳胶内外墙涂料、复合仿木地板等一些适销对路的产品;门窗重点发展塑料门窗,并注重解决好款式新奇、功能各异的设计和高档五金件的开发配套;上下水管道重点发展UPVC塑料管材件,并解决好管材与管件的配套问题。无机非金属新材料重点发展建筑、石油化工、电子、汽车等支柱产业所需的各类玻璃钢和制品,以及农渔业等行业所需的玻璃钢渔船、风力发电叶片等产品,不断提高集约化程度和产业化水平。2、加大科研开发的力度,提高技术装备水平。结合不同地区、不同建筑类型,以新型墙体材料为重点,瞄准有市场前景的新产品、新技术,在引进、消化、吸收国外先进技术装备的基础上,研究开发适合我国国情的新工艺、新技术和新装备。重点围绕尽可能少用天然资源,降低能耗并大量使用总收入弃物作原料;尽量采用不污染环境的生产技术;尽量做到产品不仅不损害人体健康,而应有利人体健康;加强多功能、社会效益好的产品开发。力争在下世纪30年代从总体上赶上中等发达国家同时代水平,在2015年部分有条件的产业率先实现现代化。近期应加强中高档外墙涂料的研制和开发,注重承重的复合墙体材料、保温材料在建筑上的应用研究,促进厨房卫生间产品的系列化、配套化开发,另外还应加强功能建材和绿色建材的研究和开发,优化产品结构。3、加强产品在工程技术应用的研究,加快新型建材及制品的应用步伐。建材主管部门和建筑业主管部门,要加强合作,尽快制定、落实新型建材纳入建筑应用于的规程和治理办法,切实解决新型建筑材料发展过程中科研、生产、建筑设计、施工等各个环节的具体问题;研究适合新型建材及制品应用的设计规程和施工工艺;编制、修订有关新型建材及制品的市府、生产、施工规范、规程及施工通用图集;颁布比较成熟的机关报型建材及制品设计、应用、推广产品目录,部分产品可考虑实行生产许可证等。力争在工作到一定程度时以几个部门联合下文的方式予以法定化。4、统筹规划、合理布局,形成一批新型建材及制品的生产基地和在型企业集团,按十五大提出的"抓大放小"和组建"大企业集团"的精神,结合各地的实际情况,选择一批有基础的城市和有实力的新型建材及制品生产企业集团和基地进行重点发展,使之形成生产规模大、配套能力台的大型新型建材及制品企业集团和生产基地。结合住宅产业化试点工作,抓好北京、上海、天津等一批城市发展新型建材及制品,使之形成各具特色,具有自己的主导产品和合理的产品结构、有一定规模和配套能力的新材料基地,对全国其他大中城市起到示范作用。 结 束 语 随着我国科学技术的飞速发展,可持续发展战略思想深入人心,建筑节能技术发展空间广阔,对新的节能材料的开发与应用势必成为今后研究的焦点,通过建筑节能新材料应用研究最终达到节省消耗,节约能源的目的。

新型材料的开发与利用研究论文

网上有很多的啊,要不你去鲁文建筑服务网 建筑论文 里面下载也可以新型建筑材料的发展及应用 摘要:我国新型建材工业是伴随着改革开放的不断深入而发展起来的,我国新型墙体材料发展较快,新型建材工业基本完成了从无到有、从小到大的发展过程,在全国范围内形成了一个新兴的行业,成为建材工业中重要产品门类和新的经济增长点。随着经济的迅速发展和人民生活水平的不断提高,给新型建材的发展提供了良好的机遇和广阔的市场。目前,新民市建材产业主要有钢结构、玻璃、板材、水泥、水泥制品、耐火材料等种类。到2009年,现有规模以上建材生产企业50家,占规模以上工业企业总数的12%。发展空间明显,新民经济开发区、胡台新城已成为承接沈阳建材产业的重要平台。关键词:新型建筑材料;发展;应用一共5700多个字

新型建筑材料的主要特点、类型及具体运用论文

从小学、初中、高中到大学乃至工作,大家都写过论文,肯定对各类论文都很熟悉吧,通过论文写作可以提高我们综合运用所学知识的能力。你知道论文怎样写才规范吗?以下是我收集整理的新型建筑材料的主要特点、类型及具体运用论文,供大家参考借鉴,希望可以帮助到有需要的朋友。

摘要: 随着我国建筑行业的不断发展与进步,越来越多的新型建筑材料在土木工程中得到应用,促进了土木工程的不断完善和发展。绿色建筑材料、新型复合材料、新型混凝土材料的广泛应用,既降低了工程施工对环境造成的伤害,又提升了建筑的整体质量,缩短了施工周期。对此,文章主要探究新型建筑材料在土木工程专业的具体应用,旨在促进建筑行业的更好发展。

关键词: 土木工程;新型建筑材料;绿色建筑材料;

建筑业的发展为我国整体经济发展贡献了巨大的力量,因此,我国十分注重建筑行业的发展。为促进建筑行业的长远发展,就必须在其发展过程中贯彻节能环保的发展理念,这样才能使其更好地适应社会,从而带来更大的经济效益。建筑材料作为土木工程施工的基础,它的质量和标准决定着整个工程的质量,因此,必须对其严格把控。随着科学技术的不断发展与进步,越来越多的新型建筑材料被应用于土木工程,这些材料的广泛使用提升了工程的施工速度,缩短了施工周期,极大地节约了人力和物力。

1、新型建筑材料的应用优势

在建筑的建造过程中,使用材料的质量直接决定着建筑的使用寿命和使用价值。与传统的建筑材料相比,新型建筑材料最大的优势就是使用寿命更长,它在性能、能耗方面都有着不错的表现,这也是传统建筑材料所达不到的。另外,新型建筑材料的使用能够提升土木工程的工作效率,缩短施工周期,使建筑工人在相同的工作时间里达到更高的工作效率。

2、新型建筑材料的发展现状

随着我国市场经济的发展与进步,建筑行业也取得了较大的发展,有越来越多的人开始从事建筑材料的开发和研究工作。新型建筑材料的开发和使用也使我国建筑领域的发展取得了质的飞跃。现阶段,市场对新型建筑材料的需求量越来越大,这说明我国建筑行业发展得越来越好,新型建筑材料的开发和销售成为建筑行业的新兴产业,对我国经济发展也起着一定的推动作用。

如今,随着对新型建筑材料研究的不断深入,我国在这方面已经有一套从生产到销售完整的工作链。另外,我国的技术水平也始终在线,现在已经具备独立研发新型建筑材料的能力,已经可以不再依靠外来技术。除了具有完整的生产线外,还配备了专业的研发团队和生产团队,既有一流的研发水平,又有独立的产业化生产线,推动了生产规模的扩大。专业的科研团队也使我国的新型建筑材料更加环保、健康、无害,朝着绿色环保的方向不断迈进。

3、新型建筑材料的主要特点

功能多样化

传统的土木工程建筑材料种类不多,质量不好,功能也不够齐全,不能够很好地满足人们对建筑的要求。新型建筑材料的研发和使用能够很好地弥补传统建筑材料的弊端,实现功能的多样化,除了能满足居民的日常使用需求,还能够提升建筑的整体质量,使其更加环保、绿色、健康。另外,新型建筑材料还具备抗水防火、防辐射、防病菌等多重功能,这也使居民居住的环境有了更全面的保障。

成分复合化

新型建筑材料的组成成分不是单一的,可以将材料按照一定的比例混合,从而得到所需的建筑材料。另外,这种复合型材料因其自身组成成分的多样性,使得它的功能不再单一,可以融合各种组成材料的特点,真正取长补短。新型建筑材料成分复合化的特点,使其能够更好地适应现代土木工程对建筑材料的各种需求。

更加节能环保

节能环保是时代发展的主旋律,任何行业,只有顺应时代发展的脚步,才能够获得长远的发展。因此,企业在发展的过程中应重视对环境的保护,建筑行业也包括在内。建筑行业贯彻落实绿色环保的发展理念,应从建筑材料入手。传统的建筑材料首先考虑的是人的居住体验,并没有太多关注环境保护。而新型建筑材料与之有很大的不同,它的设计理念是在满足居民居住体验的基础上尽量做到节能环保,同时,节能环保的建筑材料也给居民带来了更好的居住体验。

生产工艺更完善

随着科学技术的不断进步,新型建筑材料的生产工艺和制作流程也更加完备,制造出的建筑材料的规格和质量也更加标准、优质。建筑材料的好坏决定着土木工程质量的优劣,因此,高标准的新型建筑材料使建筑的整体水平得到了大幅度的提升。

4、新型建筑材料的主要类型及实际应用

新型混凝土材料

新型混凝土材料是在普通混凝土的基础上升级改造而来,主要是添加了一些新型材料,提升了它的品质,具有价格低、品质好、操作简单等特点。最常见的新型混凝土材料主要有以下三种。

(1)轻质混凝土,顾名思义,就是比一般的混凝土更“轻”的混凝土。它主要是在普通混凝土中加入了一些天然轻骨料、煤矸石等成分,其主要特点就是密度低、强度大、成本低。虽然它比普通混凝土轻,但其保温性能和抗冻性能一点不比普通混凝土差。在一些比较寒冷的地区,它是土木工程的首选材料。

(2)低强混凝土。低强混凝土的抗压能力不强,能承受的最大压强大概为30MPa,其主要是在公路路基、建筑地基等的建造中作为隔离或填补材料使用。在使用低强混凝土时,一般要与普通混凝土混合使用,利用普通混凝土的抗压能力来弥补自身的不足。两者的混合使用可以有效提升建筑的抗压能力和弹性模量,能够有效避免建筑出现裂缝、坍塌等问题。

(3)自密实混凝土。自密实混凝土与普通混凝土最大的不同在于它的制作,自密实混凝土可以根据自重完成密实,不需要借助外界的`力量。这种制作方式使材料自身具有更大的流动性,能够分布至建筑中的各个角落。在土木工程施工过程中,使用这种混凝土不会产生很大的声音,保证了施工团队在夜间工作时不会影响他人。

新型复合材料

新型复合材料的种类有很多,在土木工程中应用的新型复合材料主要是纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Polymer,FRP)。此种复合材料中含有纤维成分,这就使其具有一定的延展性和抗牵拉能力,在强度、硬度的方面都要优于普通的建筑材料。在以往的土木工程中,材料本身存在很大的不足,导致建筑在使用过程中容易出现各种各样的问题,严重影响了建筑的使用价值。新型复合材料的出现刚好弥补了这一缺陷,它有良好的抗高压性能和耐腐蚀性,可以有效延长建筑的使用寿命。

绿色建筑材料

绿色建筑材料也可以分为不同类型,在土木工程中应用时可以根据建筑的用途和目的来选择相应的绿色建筑材料。

(1)功能性材料。此种建筑材料是用来代替传统的、具有实用功能的建筑材料,具有传统建筑材料的所有使用功能,可以有效降低材料的浪费,因而更加健康、环保。

(2)结构性材料。此种材料可以满足土木工程对不同板块的需求,如防水性木材、承重型钢材等,这些材料能够根据建筑的需求发挥不同的作用。这些绿色建筑材料的应用既满足了建筑美观的要求,又保障了人们的健康。

(3)装饰性材料。此种材料的主要作用是美化建筑,使建筑更加美观、大气。此种绿色建筑材料比普通的装饰性材料更加绿色、环保,建筑的主要作用就是供人们长期生活和工作,而绿色环保的装饰性材料更加有利于人们的身体健康。

全新节能型墙体材料

全新节能型墙体材料的应用可以减轻施工人员的工作压力以及工程投入,使整个项目能够更加高效地进行,因此,此种建筑材料在土木工程中的应用范围十分广泛。全新节能型墙体材料由工业废渣制作而成,这种变废为宝的应用模式真正体现了节能环保的发展理念,这也将会是建筑行业改革的重点发展方向,这同时也符合国家对建筑材料质量的要求。

其实新型墙体材料早在七八年前就出现在建筑行业,当时要求新型墙体材料要占总墙体材料的55%以上,新型墙体材料在整个建筑中的应用也要不低于65%。随着时代的发展,人们对墙体的质量和规格也有了更高的要求,这就使得墙体发展从黏土向非黏土转变,从实心向空心转变,总而言之,对墙体的整体要求就是越来越轻盈、节能、环保。而全新的节能型墙体材料正是以轻质、环保、绿色、健康、优质、经济等特点出现在大众的视野,符合人们对墙体的全部要求。因此,全新节能型墙体材料就成为土木工程建筑施工的首选。

纤维增强复合材料

纤维增强复合材料也是一种混合材料,它是纤维材料与基体材料按照一定比例混合后产生的。此种材料除了具备一般材料的特性,还具有纤维材料延展性好、质轻而硬等特点。如今,人们又根据采用的树枝品种的不同而将它分为许多不同的类型,但这些不同类型的材料都有一些共同点,即质量好、不导电、耐腐蚀等,因而它们在建筑行业中的应用也十分广泛。

随着社会的不断进步和发展,我国的科技水平也有了显着的提升,而土木工程的不断发展和壮大在一定程度上是因为借助了这些新技术、新材料。这其中自然是少不了纤维增强复合材料的广泛应用。现代建筑工程都在向高耸、重载、轻质的方向发展,而纤维增强复合材料的特点刚好满足建筑行业的发展要求,因此它被广泛应用于各种桥梁工程、土木建筑、地下工程中,受到建筑行业的广泛关注。

5、新型建筑材料的发展趋势

目前,新型建筑材料在我国的应用范围已十分广泛,随着科学技术的不断进步,新型建筑材料的发展将会更加广阔。随着社会的不断发展与进步,人们探索的领域也在进一步扩大,开始不断探索地底层和海洋深层的秘密。在开发过程中地理环境是一个很大的制约因素,因此要求相关材料具备高强度耐久耐热性、高强度抗冲击、抗腐蚀性、耐磨损性等。一些商用建筑不仅要求建筑材料有高强度的性能,还需要建筑材料的外观具有一定的设计感,符合人们的审美。上述情况都给建筑材料提出了更大的挑战,可见,新型建筑材料在土木工程的应用方面还有很长的路要走。

6、结束语

总之,随着科技的发展与时代的进步,越来越多的新型建筑材料出现在人们的生活中,也为建筑行业的发展注入了全新的力量。因此,施工单位在进行土木工程建设时可以根据建筑的需求来选择合适的新型建筑材料,打造高质量的土木工程建筑。另外,相关研究人员也要加快研究的步伐,加大新型建筑材料的研发力度。

7、参考文献

[1]李海培,徐琦.新型建筑材料在土木工程中的应用探析[J].安徽建筑,2020,27(8):155+164.

[2]贾永刚.绿色建筑材料在建筑工程施工中的应用研究[J].住宅与房地产,2019(21):98.

[3]闫蕾.新型节能环保材料在建筑工程中的应用与展望[J].住宅与房地产,2018(31):88.

[4]王林林.新型土木工程材料研究进展[J].绿色环保建材,2017(12):5.

土木工程概论论文对土木工程的发展起关键作用的,首先是作为工程物质基础的土木建筑材料,其次是随之发展起来的设计理论和施工技术。每当出现新的优良的建筑材料时,土木工程就 会有飞跃式的发展。 人们在早期只能依靠泥土、木料及其它天然材料从事营造活动,后来出现了砖和瓦这种人工建筑材料,使人类第一次冲破了天然建筑材料的束缚。中国在公元前十一世纪 的西周初期制造出瓦。最早的砖出现在公元前五世纪至公元前三世纪战国时的墓室中。砖和瓦具有比土更优越的力学性能,可以就地取材,而又易于加工制作。 砖和瓦的出现使人们开始广泛地、大量地修建房屋和城防工程等。由此土木工程技术得到了飞速的发展。直至18~19世纪,在长达两千多年时间里,砖和瓦一直是土木工程的重要建筑材料,为人类文明作出了伟大的贡献,甚至在目前还被广泛采用。 钢材的大量应用是土木工程的第二次飞跃。 十七世纪70年代开始使用生铁、十九世纪初开始使用熟铁建造桥梁和房屋,这是钢结构出现的前奏。 从十九世纪中叶开始,冶金业冶炼并轧制出抗拉和抗压强度都很高、延性好、质量均匀的建筑钢材,随后又生产出高强度钢丝、钢索 。于是适应发展需要的钢结构得到蓬勃发展。除应用原有的粱、拱结构外,新兴的桁架、框架、网架结构、悬索结构逐渐推广,出现了结构形式百花争艳的局面。 建筑物跨径从砖结构、石结构、木结构的几米、几十米发展到钢结构的百米、几百米,直到现代的千米以上。于是在大江、海峡上架起大桥,在地面上建造起摩天大楼和高耸铁塔,甚至在地面下铺设铁路,创造出前所未有的奇迹。 为适应钢结构工程发展的需要,在牛顿力学的基础上,材料力学、结构力学、工程结构设计理论等就应运而生。施工机械、施工技术和施工组织设计的理论也随之发展,土木工程从经验上升成为科学,在工程实践和基础理论方面都面貌一新,从而促成了土木工程更迅速的发展。 十九世纪20年代,波特兰水泥制成后,混凝土问世了。混凝土骨料可以就地取材,混凝土构件易于成型,但混凝土的抗拉强度很小,用途受到限制。 十九世纪中叶以后,钢铁产量激增,随之出现了钢筋混凝土这种新型的复合建筑材料,其中钢筋承担拉力,混凝土承担压力,发挥了各自的优点。 二十世纪初以来,钢筋混凝土广泛应用于土木工程的各个领域。 从三十年代开始,出现了预应力混凝土。预应力混凝土结构的抗裂性能、刚度和承载能力,大大高于钢筋混凝土结构,因而用途更为广阔。土木工程进入了钢筋混凝土和预应力混凝土占统治地位的历史时期。混凝土的出现给建筑物带来了新的经济、美观的工程结构形式,使土木工程产生了新的施工技术和工程结构设计理论。这是土木工程的又一次飞跃发展。 建造一项工程设施一般要经过勘察、设计和施工三个阶段,需要运用工程地质勘察、水文地质勘察、工程测量、土力学、工程力学、工程设计、建筑材料、建筑设备、工程机械、建筑经济等学科和施工技术、施工组织等领域的知识 ,以及电子计算机和力学测试等技术。因而土木工程是一门范围广阔的综合性学科。随着科学技术的进步和工程实践的发展,土木工程这个学科也已发展成为内涵广泛、门类众多、结构复杂的综合体系。 土木工程是伴随着人类社会的发展而发展起来的。它所建造的工程设施反映出各个历史时期社会经济、文化、科学、技术发展的面貌,因而土木工程也就成为社会历史发展的见证之一。 远古时代,人们就开始修筑简陋的房舍、道路、桥梁和沟澶,以满足简单的生活和生产需要。后来,人们为了适应战争、生产和生活以及宗教传播的需要,兴建了城池、运河、宫殿、寺庙以及其他各种建筑物。 许多著名的工程设施显示出人类在这个历史时期的创造力。例如,中国的长城、都江堰、大运河、赵州桥、应县木塔,埃及的金字塔,希腊的巴台农神庙,罗马的给水工程、科洛西姆圆形竞技场(罗马大斗兽场),以及其他许多著名的教堂、宫殿等。 产业革命以后,特别是到了20世纪,一方面社会向土木工程提出了新的需求;另一方面,社会各个领域为土木工程的前进创造了良好的条件。因而这个时期的土木工程得到突飞猛进的发展。在世界各地出现了现代化规模宏大的工业厂房、摩天大厦,核电站、高速公路和铁路、大跨桥梁、大直径运输管道长隧道、大运河、大堤坝、大飞机场、大海港以及海洋工程等等。现代土木工程不断地为人类社会创造崭新的物质环境,成为人类社会现代文明的重要组成部分。 土木工程是具有很强的实践性的学科。在早期,土木工程是通过工程实践,总结成功的经验,尤其是吸取失败的教训发展起来的。从17世纪开始,以伽利略和牛顿为先导的近代力学同土木工程实践结合起来,逐渐形成材料力学、结构力学、流体力学、岩体力学,作为土木工程的基础理论的学科。这样土木工程才逐渐从经验发展成为科学。 在土木工程的发展过程中,工程实践经验常先行于理论,工程事故常显示出未能预见的新因素,触发新理论的研究和发展。至今不少工程问题的处理,在很大程度上仍然依靠实践经验。 土木工程技术的发展之所以主要凭借工程实践而不是凭借科学试验和理论研究,有两个原因:一是有些客观情况过于复杂,难以如实地进行室内实验或现场测试和理论分析。例如,地基基础、隧道及地下工程的受力和变形的状态及其随时间的变化,至今还需要参考工程经验进行分析判断。二是只有进行新的工程实践,才能揭示新的问题。例如,建造了高层建筑、高耸塔桅和大跨桥梁等,工程的抗风和抗震问题突出了,才能发展出这方面的新理论和技术。在土木工程的长期实践中,人们不仅对房屋建筑艺术给予很大注意,取得了卓越的成就;而且对其他工程设施,也通过选用不同的建筑材料,例如采用石料、钢材和钢筋混凝土,配合自然环境建造了许多在艺术上十分优美、功能上又十分良好的工程。古代中国的万里长城,现代世界上的许多电视塔和斜张桥,都是这方面的例子。 字数好像不到,不好意思

新型炭材料的研究与应用论文

期刊名称:《新型炭材料》,2000年第1期 文章题名:“从煤焦油研制耐热性沥青树脂” 作者:魏兴海,查庆芳,陈荣耀,王红艳,崔桂忱,卫有存 摘要:煤焦油同交联剂苯甲醛在以对甲苯磺酸为催化剂作用下 ,按质子催化阳离子型缩聚反应机理 ,生成具有三芳基甲烷型结构特征 B阶沥青树脂。硬化后得到的 C阶树脂具有优异的耐热性能 ,可与合成树脂中最耐热的聚酰亚胺树脂相媲美 ,且成本低廉 ,并在高温耐热方面优于聚酰亚胺树脂 ,是一种有发展前景的耐高温廉价沥青树脂。 【作者单位】:中国科学院山西煤炭化学研究所!山西太原030001(魏兴海;查庆芳;陈荣耀;王红艳);太原煤炭气化集团有限公司!山西太原030024(崔桂忱;卫有存) 【关键词】:煤焦油;耐热性;沥青树脂 【基金】:中科院山西煤化所与太原煤炭化集团有限公司合作项目 【分类号】: 【DOI】:cnki:SCN: 【正文快照】: 原料煤焦油是焦化厂的大宗副产物 ,其中沥青占一半以上 ,其它各组分的含量均很低 ,含量在 1 %以上的仅 1 3种 [1 ] ,对各个纯组分的精制分离需复杂的工艺路线 ,并且成本高昂。本工作试图利用煤焦油本身的化学反应性 ,通过外加合适的交联剂和催化剂 ,开辟出一条直接利用煤焦油的新的途径——煤焦油沥青树脂的制备。沥青树脂是一种缩合多环多核芳香族化合物树脂 ,因缩合程度的不同 ,分为 A、B、C三阶 ,A阶室温下为粘稠液体 ;B阶为脆性固体 ,易溶于有机溶剂 ,加热可融 ,是一种热塑性树脂 ;B阶树脂进一步缩聚即 C阶树脂 ,成为一种热固性树脂… 全文内容可在cnki、VIP等上下载,或与期刊编辑部联系索要。另有一篇网上报道,可参考:题目:沥青树脂的研究开发;关键词:沥青树脂 石油 热固性树脂 渣油利用 合成 所属年份:2003成果类型:应用技术所处阶段:成果体现形式:知识产权形式:项目合作方式:成果完成单位:石油大学(华东)重质油研究所成果摘要:沥青树脂的研制是炭素技术研究与石油重油加工技术研究相结合的多学科的技术开发。沥青树脂是以FCC油浆、石油渣油等富含芳烃物质为原料,在催化剂作用下,由交联剂分子复杂的连接起来而构成的以多环多核芳香烃分子为基本结构单元的大分子物质。沥青树脂是新型的、具有多种用途的热固型、功能性材料。它在炭素材料、耐热性树脂材料、抗摩擦材料、密封材料、高分子磁性材料以及航空、航天材料等领域都有广泛的用途。80年代末日本的大谷衫郎教授为解决沥青纤维加热时容易熔化的问题,开始探索用容易控制的化学过程来代替不容易控制的热反应,着手开展了沥青树脂的开发工作。沥青树脂的类似产品国外仅有日本生产的SK树脂,SK树脂价格昂贵,生产原料要求苛刻。国内对沥青树脂的研究尚处于起步阶段,仅有少数研究机构进行了实验室研究,而已报道的工作都以纯理论研究为主要内容,多数是以纯芳烃化合物为原料的沥青树脂的合成及性能研究。沥青树脂具有多种用途,生产成本低,工业生产原料丰富,性能优越,具有市场竞争力。沥青树脂在耐热性材料、炭素材料粘结剂、防腐涂料改质剂等方面都有广泛的应用,因此,极有必要开展以实际工业生产为目的的合成沥青树脂的开发。沥青树脂的基本分子结构单元是缩合多环多核芳香烃大分子。石油系原料含有大量的稠环芳烃,利用它们合成沥青树脂,原料充足,工艺灵活,具有行业优势。但直接利用石油系原料合成沥青树脂,反应复杂、影响因素多,产品性能不确定。所以,沥青树脂的开发需要深入、系统、细致的研究。通过对原料进行予处理、筛选适宜的交联剂、工艺过程优化等手段,可以制得所需特殊性能的沥青树脂产品,这正是沥青树脂研究开发的原因所在。总体思路以分子模拟科学为基础结合炭材料科学研究的新进展,通过反应途径设计、优化合成工艺条件,选用不同的原料研制出性能优良的沥青树脂产品,并进行后继工业应用的探索。拟从基础理论研究、实验研究技术以及工业实际应用等方面,加以突破。研究过程为以典型纯芳烃化合物为原料合成沥青树脂,探索反应步骤、机理,建立反应模型及理论。并在此研究基础上,探索利用FCC油浆、石油渣油为原料合成沥青树脂工业产品的可行性,对产品的性能进行测试,考察作为各种功能材料的应用效果等。技术方案如下:(1)以典型纯芳烃原料和交联剂、催化剂合成反应,探讨反应步骤、机理,确定工艺条件合成沥青树脂的原料组成复杂,其中除含有芳烃以外,还含有脂肪烃等不利合成反应的物质,且它们的分子结构各异,很难确定。因此,对反应的干扰因素多,直接考察合成沥青树脂的反应机理并不容易。需要先从简单、典型的分子结构的纯芳烃为原料的合成沥青树脂入手,对原料、中间产物及最终产物的分子结构进行剖析,确定简单芳烃合成沥青树脂的机理、反应模型等为下一步研究工作打下基础。采用的主要研究芳烃原料有萘、菲、蒽、芘等,主要考察分子中电子云密度、芳环位阻、分子量分布、组成均匀性等对合成反应和最终产物结构、性能的影响。(2)采用FCC油浆、石油渣油等合成沥青树脂产品在确定简单芳烃合成沥青树脂的机理后,考察实际工业原料合成沥青树脂成为首要研究任务,只有实现了利用实际工业原料合成工业产品,该工作才体现出实际意义。利用FCC油浆合成沥青树脂是此阶段工作的第一步,由于FCC油浆的组成与重质渣油相比,相对简单,且其中含有大量2-3环芳烃,化学反应性较高。因此,合成沥青树脂较容易。第二步工作是利用石油渣油合成沥青树脂。该阶段工作包括原料的筛选、预处理、工艺路线的确定以及合成工艺条件的优化等。(3)合成易石墨化的沥青树脂作为活性炭成型用粘结剂,探索最佳沥青树脂粘结剂的分子构型沥青树脂作为粘结剂是具有实际意义的研究工作,如在活性炭的成型中,需要特殊的粘结剂,而此类粘结剂开发国内并无报道。为满足粘结剂的要求,沥青树脂的分子结构需在合成工艺过程中,加以调整控制,使之将来在炭化过程中既要满足粘结成型的需要而又不会影响活性炭的质量。主要手段为对原料进行溶剂萃取,提高合成反应温度,使沥青树脂在具有良好的流变性、粘结性同时还具有高残炭率。(4)沥青树脂的耐热性研究沥青树脂的优异性能之一是其耐热性,......。

近期, 武汉 科技 大学“超分子材料与分子纳米器件团队”梁峰教授课题组 以合成化学作为基础和核心,积极拓展与相关学科和领域的交叉融合,在新材料精准化制备和应用研究方向取得进展,发表了多篇高水平研究论文。

利用金纳米颗粒的可塑性, 梁峰教授课题组可控制备了低钯含量的星状金钯双金属纳米颗粒 。通过对金钯双金属纳米星的中间产物的系列表征, 提出了金钯纳米星“两步法”的生长机理:即先形成单金属金纳米球,再以此为核心形成双金属金钯纳米星。 由于纳米颗粒中钯元素的加入,该纳米颗粒不仅能够高效催化对硝基苯酚(工业废料)还原为对氨基苯酚(工业原料),还能够有效催化Suzuki偶联反应, 实现催化剂的多功能化 。研究成果 “ Au-Pd nanostars with low Pd content : controllable preparation and remarkable performance in catalysis ”在《 The Journal of Physical Chemistry C 》杂志发表。化学与化工学院2017级博士研究生马涛是该论文的第一作者。

金钯双金属纳米颗粒的可控制备及多功能催化示意图

通过将石墨烯气凝胶引入掺杂有聚多巴胺纳米颗粒(PDA-NPs)的聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAM)网络中,梁峰教授课题组与国家纳米科学中心韩东研究员课题组合作,制备出了一种多功能水凝胶 。除了增强的机械性能、良好的导电性能和自粘附性能, 制备得到的水凝胶还表现出近红外和温度双响应性能,可以根据需要释放药物;并且,在药物释放过程中,水凝胶的电阻也随之变化,因此可以利用电阻变化来实时监测药物的释放浓度。 这使得其在药物可控载释和精准医疗等领域具有潜在的应用价值。研究结果“ Temperature/Near-Infrared-Responsive Conductive Hydrogel for Controlled Drug Release and Real-Time Monitoring ” 在《 Nanoscale 》杂志发表。化学与化工学院2016级博士研究生朱玉亭是该论文的第一作者。

在以农药为主的农业化学品的实际应用中,促进药液喷雾在目标作物上的铺展和沉积对提高农药使用效率,降低对环境影响具有重要意义。柱芳烃(Pillar[n]arene)是一类新型大环超分子主体。与传统的大环结构相比,柱芳烃具有高度对称的刚性骨架结构和独特的富电子空腔并易于衍生化,在超分子化学领域表现出了重要的应用价值。 梁峰教授课题组与华中师范大学李海兵教授课题组合作 , 利用柱芳烃与农药分子间的主-客相互作用成功实现了农药分子矮壮素液滴在疏水表面上的铺展和沉积,并表现出优异的选择性 。这一研究 探索 了超分子化学在农业领域的应用,并对实现农药的精细利用具有指导意义。研究结果“ Pillar[5]arene promoted selective spreading of chlormequat droplets on hydrophobic surface ”在《 Langmuir 》杂志发表。化学与化工学院2017级硕士研究生余胜是该论文的第一作者。

此外,该团队硕士研究生王娇(导师为陈荣生教授)和曾艳教授团队合作研究的论文“ Catalyst-free fabrication of one-dimensional N-doped carbon coated TiO2 nanotube arrays by template carbonization of polydopamine for high performance electrochemical sensors ”在《 Applied Surface Science 》杂志发表。博士后张雄志(合作导师为刘思敏教授)等的研究论文“ Host-guest interaction-mediated fabrication of hybrid microsphere-structured supramolecular hydrogel showing high mechanical strength ”在《 Soft Matter 》杂志发表。

上述论文的第一单位为武汉 科技 大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室。研究工作得到国家高层次人才计划、国家自然科学基金、湖北省楚天学者计划、湖北省高等学校优秀中青年 科技 创新团队项目、省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室、煤转化与新型炭材料湖北省重点实验室、武汉 科技 大学优秀博士论文培育项目的资助。

来源 武汉 科技 大学

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新型炭材料研究室隶属于清华大学材料科学与工程系是教育部先进材料实验室。研究室主要从事天然石墨(鳞片石墨,微晶石墨)的深加工技术,多孔炭材料的制备和表征,及其在储能、节能、环保、绿色制造等方面的应用研究。研究室主要有以下几个研究方向:①石墨工艺与天然石墨深加工技术;②环保材料与吸附过滤;③储能材料与高性能电池;④节能材料与绿色制造。

研究室自成立以来,先后承担过国家“八五”、“九五”、“十五”科技攻关计划项目,2 项国家“863”项目,10项国家自然科学基金项目,同时承担了多项与科研院所、企业公司合作的横向课题。在我国天然石墨资源的开发利用,深加工技术方面作出了贡献,先后完成了增强柔性石墨复合材料的开发、制备和中试线实验,膨胀石墨在吸附重油和治疗创伤方面的应用等课题。目前实验室方向主要集中在能源材料和环保材料两个研究领域。在储能材料领域中,主要研究天然石墨和合成炭材料在锂离子二次电池、燃料电池和超级电容器等方面的应用。在环保材料领域中,主要研究多孔石墨材料,多孔炭材料在水处理和室内空气净化方面的应用。

研究室主要研究工作包括:①石墨研究:低硫膨胀石墨、柔性石墨的制备,多孔石墨对黏稠类有机液体的超吸附行为和再生技术研究,膨胀石墨基隐身材料与机理研究,石墨基燃料电池双极板研制,天然微晶石墨和鳞片石墨用作锂离子二次电池阳极材料的开发,核石墨研究。②其他研究:锂离子电池正极材料研究,多孔炭材料的制备以及其对挥发性有机物和腐蚀性气体的吸附规律研究,天然多孔矿物与碳反应过程的基本物理化学问题,室内空气质量的评估与控制技术,超临界环境下炭材料纳米孔空间形成过程的研究,直接甲醇燃料电池研究,碳电极超级电容器研制,纳米碳管隐身材料研究,等等。

研究室经过十几年的技术储备,已经具有完整的膨胀石墨,柔性石墨制备工艺,多孔炭材料的制备技术和孔结构控制技术,具有制备膨胀石墨和柔性石墨的成套设备,普通活化、超临界活化装置,吸附系统与室内空气评价系统等。实验室现有教授3人,副教授3人,讲师1人,工程师1人。

研究室曾经获得了1993年国家发明三等奖(阳极氧化法制备可膨胀石墨技术),2006年中国建筑材料工业协会 中国硅酸盐学会技术发明一等奖(天然石墨的深加工技术及其应用研究)。实验室在天然石墨深加工技术及应用方面拥有14项国内外发明专利(已授权10项),其中包括2项美国发明专利(已授权),2项新型实用专利(已授权1项),7项省部级科技成果鉴定。利用这些具有自主知识产权的创新性技术,研究开发了优质可膨胀石墨材料、多孔石墨材料、柔性石墨双极板材料、锂离子电池石墨负极材料、高性能电池正极石墨导电材料及石墨电磁波吸收和屏蔽材料等六类新材料,其中一些新材料已经产业化,另一些具有良好的市场前景。项目成果具有显著的经济效益和社会效益,为我国石墨产业的现代化提供了技术基础。在国际杂志上发表论文20篇,中文期刊上发表论文60篇。

地址:北京清华大学材料科学与工程系新型炭材料研究室 邮编:100084

电话: 电传:

邮箱: 负责人:康飞宇

新型建材材料论文

网上有很多的啊,要不你去鲁文建筑服务网 建筑论文 里面下载也可以新型建筑材料的发展及应用 摘要:我国新型建材工业是伴随着改革开放的不断深入而发展起来的,我国新型墙体材料发展较快,新型建材工业基本完成了从无到有、从小到大的发展过程,在全国范围内形成了一个新兴的行业,成为建材工业中重要产品门类和新的经济增长点。随着经济的迅速发展和人民生活水平的不断提高,给新型建材的发展提供了良好的机遇和广阔的市场。目前,新民市建材产业主要有钢结构、玻璃、板材、水泥、水泥制品、耐火材料等种类。到2009年,现有规模以上建材生产企业50家,占规模以上工业企业总数的12%。发展空间明显,新民经济开发区、胡台新城已成为承接沈阳建材产业的重要平台。关键词:新型建筑材料;发展;应用一共5700多个字

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土木工程概论论文对土木工程的发展起关键作用的,首先是作为工程物质基础的土木建筑材料,其次是随之发展起来的设计理论和施工技术。每当出现新的优良的建筑材料时,土木工程就 会有飞跃式的发展。 人们在早期只能依靠泥土、木料及其它天然材料从事营造活动,后来出现了砖和瓦这种人工建筑材料,使人类第一次冲破了天然建筑材料的束缚。中国在公元前十一世纪 的西周初期制造出瓦。最早的砖出现在公元前五世纪至公元前三世纪战国时的墓室中。砖和瓦具有比土更优越的力学性能,可以就地取材,而又易于加工制作。 砖和瓦的出现使人们开始广泛地、大量地修建房屋和城防工程等。由此土木工程技术得到了飞速的发展。直至18~19世纪,在长达两千多年时间里,砖和瓦一直是土木工程的重要建筑材料,为人类文明作出了伟大的贡献,甚至在目前还被广泛采用。 钢材的大量应用是土木工程的第二次飞跃。 十七世纪70年代开始使用生铁、十九世纪初开始使用熟铁建造桥梁和房屋,这是钢结构出现的前奏。 从十九世纪中叶开始,冶金业冶炼并轧制出抗拉和抗压强度都很高、延性好、质量均匀的建筑钢材,随后又生产出高强度钢丝、钢索 。于是适应发展需要的钢结构得到蓬勃发展。除应用原有的粱、拱结构外,新兴的桁架、框架、网架结构、悬索结构逐渐推广,出现了结构形式百花争艳的局面。 建筑物跨径从砖结构、石结构、木结构的几米、几十米发展到钢结构的百米、几百米,直到现代的千米以上。于是在大江、海峡上架起大桥,在地面上建造起摩天大楼和高耸铁塔,甚至在地面下铺设铁路,创造出前所未有的奇迹。 为适应钢结构工程发展的需要,在牛顿力学的基础上,材料力学、结构力学、工程结构设计理论等就应运而生。施工机械、施工技术和施工组织设计的理论也随之发展,土木工程从经验上升成为科学,在工程实践和基础理论方面都面貌一新,从而促成了土木工程更迅速的发展。 十九世纪20年代,波特兰水泥制成后,混凝土问世了。混凝土骨料可以就地取材,混凝土构件易于成型,但混凝土的抗拉强度很小,用途受到限制。 十九世纪中叶以后,钢铁产量激增,随之出现了钢筋混凝土这种新型的复合建筑材料,其中钢筋承担拉力,混凝土承担压力,发挥了各自的优点。 二十世纪初以来,钢筋混凝土广泛应用于土木工程的各个领域。 从三十年代开始,出现了预应力混凝土。预应力混凝土结构的抗裂性能、刚度和承载能力,大大高于钢筋混凝土结构,因而用途更为广阔。土木工程进入了钢筋混凝土和预应力混凝土占统治地位的历史时期。混凝土的出现给建筑物带来了新的经济、美观的工程结构形式,使土木工程产生了新的施工技术和工程结构设计理论。这是土木工程的又一次飞跃发展。 建造一项工程设施一般要经过勘察、设计和施工三个阶段,需要运用工程地质勘察、水文地质勘察、工程测量、土力学、工程力学、工程设计、建筑材料、建筑设备、工程机械、建筑经济等学科和施工技术、施工组织等领域的知识 ,以及电子计算机和力学测试等技术。因而土木工程是一门范围广阔的综合性学科。随着科学技术的进步和工程实践的发展,土木工程这个学科也已发展成为内涵广泛、门类众多、结构复杂的综合体系。 土木工程是伴随着人类社会的发展而发展起来的。它所建造的工程设施反映出各个历史时期社会经济、文化、科学、技术发展的面貌,因而土木工程也就成为社会历史发展的见证之一。 远古时代,人们就开始修筑简陋的房舍、道路、桥梁和沟澶,以满足简单的生活和生产需要。后来,人们为了适应战争、生产和生活以及宗教传播的需要,兴建了城池、运河、宫殿、寺庙以及其他各种建筑物。 许多著名的工程设施显示出人类在这个历史时期的创造力。例如,中国的长城、都江堰、大运河、赵州桥、应县木塔,埃及的金字塔,希腊的巴台农神庙,罗马的给水工程、科洛西姆圆形竞技场(罗马大斗兽场),以及其他许多著名的教堂、宫殿等。 产业革命以后,特别是到了20世纪,一方面社会向土木工程提出了新的需求;另一方面,社会各个领域为土木工程的前进创造了良好的条件。因而这个时期的土木工程得到突飞猛进的发展。在世界各地出现了现代化规模宏大的工业厂房、摩天大厦,核电站、高速公路和铁路、大跨桥梁、大直径运输管道长隧道、大运河、大堤坝、大飞机场、大海港以及海洋工程等等。现代土木工程不断地为人类社会创造崭新的物质环境,成为人类社会现代文明的重要组成部分。 土木工程是具有很强的实践性的学科。在早期,土木工程是通过工程实践,总结成功的经验,尤其是吸取失败的教训发展起来的。从17世纪开始,以伽利略和牛顿为先导的近代力学同土木工程实践结合起来,逐渐形成材料力学、结构力学、流体力学、岩体力学,作为土木工程的基础理论的学科。这样土木工程才逐渐从经验发展成为科学。 在土木工程的发展过程中,工程实践经验常先行于理论,工程事故常显示出未能预见的新因素,触发新理论的研究和发展。至今不少工程问题的处理,在很大程度上仍然依靠实践经验。 土木工程技术的发展之所以主要凭借工程实践而不是凭借科学试验和理论研究,有两个原因:一是有些客观情况过于复杂,难以如实地进行室内实验或现场测试和理论分析。例如,地基基础、隧道及地下工程的受力和变形的状态及其随时间的变化,至今还需要参考工程经验进行分析判断。二是只有进行新的工程实践,才能揭示新的问题。例如,建造了高层建筑、高耸塔桅和大跨桥梁等,工程的抗风和抗震问题突出了,才能发展出这方面的新理论和技术。在土木工程的长期实践中,人们不仅对房屋建筑艺术给予很大注意,取得了卓越的成就;而且对其他工程设施,也通过选用不同的建筑材料,例如采用石料、钢材和钢筋混凝土,配合自然环境建造了许多在艺术上十分优美、功能上又十分良好的工程。古代中国的万里长城,现代世界上的许多电视塔和斜张桥,都是这方面的例子。 字数好像不到,不好意思

塑料材料的应用的论文

根据名种塑料不同的使用特性,通常将塑料分为通用塑料、工程塑料和特种塑料三种类型。①通用塑料-般是指产量大、用途广、成型性好、 价格便宜的塑料。 通用塑料有五大品种, 即聚Z烯(PE)聚丙烯(PP)聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)及丙烯青一丁二一苯乙烯共聚合物( ABS )。它们都是热塑料。②工程塑料- 般指能承受一定外力作用 ,具有良好的机械性能和耐高、低温性能,尺寸稳定性较好,可以用.作工程结构的塑料,如聚酰胺、聚砜等。工程塑料在工程塑料中又将其分为通用工程塑料和特种I程塑料两大类。③特种塑料一般是指具有特种功能,可用于航空、航天等特殊应用领域的塑料。如氟塑料和有机硅具有突出的耐高温、自润滑等特殊功用,增强塑料和泡沫塑料具有高强度、高缓冲性等特殊性能,这些塑料都属于特种塑料的范畴。用途分类:①通用塑料-般是指产量大、用途广、成型性好、价格便宜的塑料。通用塑颗粒料有五大品种,即聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)及丙烯腈一丁二 烯-苯乙烯共聚合物( ABS)。这五大类塑料占据了塑料原料使用的绝大多数,馀的基本可以归入特殊塑料品种, 如:PPS、PPO、PA、PC、POM等,它们在日用生活产品中的用量很少,主要应在工程产业、国防科技等高端的领域,如汽车、航天、建筑、通讯等领域。塑料根据其可塑性分类,可分为热塑性塑料和热固性塑料。通常情况下,热塑性塑料的产品可再回收利用,而热:固性塑料则不能。根据塑料的光学性能来分,可分为透明、半透明及不透明原料,如PS、PMMA、AS、 PC等属于透明塑料,其它大多数塑料都为不透明塑料。②工程塑料工程塑料在耐久性、耐腐蚀性、耐热性等方面能达到更高的要求,而且加工更方便并可替代金属材料。工程塑料被广泛应用于电子电气、汽车建筑、办公设备、机械、航空航天等行业,以塑代钢、以塑代木已成为国际流行趋势。通用工程塑料包括:聚酰胺、聚甲醛、聚碳酸酯、改性聚苯醚、热塑性聚酯、超高分子聚乙烯、甲基戊烯聚合物、乙烯醇共聚物等。③特种塑料-般是指具有特种功能,可用于航空、航天等特殊应用领域的塑料。如氟塑料和有机硅具有突出的耐高温、自润滑等特殊功用,增强塑料和泡沫塑料具有高强度高缓冲性等特殊性能,这些塑料都属于特种塑料的范畴。a.增强塑料:增强塑料原料在外形上可分为粒状(如钙塑增强塑料)、纤维状 (如玻璃纤维或玻璃布增强塑料)、状(如云母增强塑料)三种。按材质可分为布基增强塑料(如碎布增强或石棉增强塑料)、无机矿物填充塑料(如石英或云母填充塑料)、纤维增强塑料(如碳纤维增强塑料)三种。b.泡沫塑料:泡沫塑料可以分为硬质、半硬质和软质泡沫塑料三种。硬质泡沫塑料没有柔韧性,压缩硬度很大,只有达到-定应力值才产生变形,力解除后不能恢复原状;软质泡沫塑料富有柔韧性,压缩硬度很小,很容易变形,力解除后能恢复原状,残余变形较小;半硬质泡沫塑料的柔韧性和其他性能介于硬质与软质泡沫塑料之间。也可以去物性表上搜索,里面有挺多值得参考的。

生物降解塑料的发展[摘 要]近年来,世界工业发达国家十分重视生物降解塑料,特别是原料来自可再生资源或产业废气综合利用(如CO2)的生物降解塑料。我国生物降解塑料的研发和生产均得到了发展,尤其是可再生材料的生物降解塑料的发展更是取得了长足进步。 [关键词]生物降解;塑料;发展;微生物;材料 生物降解塑料是指一类由自然界存在的微生物如细菌、霉菌(真菌)和藻类的作用而引起降解的塑 料[1]。理想的生物降解塑料是一种具有优良的使用性能、废弃后可被环境微生物完全分解、最终被无机化而成为自然界中碳素循环的高分子材料。纸是一种典型的生物降解材料,而合成塑料则是典型的高分子材料。因此,生物降解塑料是兼有纸和合成塑料这两种材料性质的高分子材料。生物降解塑料又可分为完全生物降解塑料和破坏性生物降解塑料。1 国内生物降解塑料产业化情况 20世纪90年代中期,在国家禁白令的支持下,国内出现了一百多条各种类型的生物降解塑料生产线。进入21世纪,我国生物降解塑料的研发和生产均得到了显著的发展,尤其是可再生材料的生物降解塑料的发展更是取得了长足进步。武汉华丽环保科技有限公司生产的由葡萄糖组成的可塑淀粉生物降解塑料,可用于千次性餐具、酒店用品、工业包装等领域,市场推广良好;宁波天安生物材料有限公司生产的一种由微生物合成的可降解的聚羟基脂肪酸酯塑料,具有很好的抗热湿气性能,可以在食品包装上应用;内蒙古蒙西分子材料有限责任公司研制开发的二氧化碳聚合物降解塑料,用在农业地膜上效果很好;台湾瑞旗生物科技股份有限公司用玉米等植物淀粉发酵后,再经过聚合制造出的植物塑料聚乳酸特别适用于餐饮用品、服装制造等领域;浙江海正生物材料股份有限公司研制生产的聚乳酸是一种玉米塑料,可制成高性能的一次性碗、盘、杯、叉、刀、勺等;中科院理化所国家工程塑料中心开发的全生物降解塑料柬丁二酸丁二醇酯,产业化势头尤为迅速,目前已形成超过2万t/a的生产能力[2]。2 生物降解塑料新产品开发情况 通常降解塑料的定义为:在特定环境条件下,其化学结构发生明显变化,并用标准的测试方法能测定物质性能变化的塑料。按原料生物降解塑料可分为天然生物降解、微生物降解塑料和化学合成生物降解塑料几大类。按降解机理可分为光降解塑料、生物降解、光-生物降解塑料。 近年来,世界工业发达国家十分重视发展生物降解塑料,特别是原料来自可再生资源或产业废气综合利用(如CO2)的生物降解塑料。目前全球研发的生物降解塑料品种已有几十种,可批量生产和工业化生产的品种主要有微生物发酵合成的聚羟基脂肪酸酯(PHA、PHB、PHBV等);化学合成的聚乳酸(PIA)、聚己内酯、二元醇二羧酸脂肪族聚酯(PBS)、脂肪族/芳香族共聚酯、二氧化碳/环氧化合物共聚物(APC)、聚乙烯醇(PVA)等;天然高分子淀粉基塑料及其生物降解塑料共混物、塑料合金等。目前已进入中试或批量生产的品种有PHA(PHB、PHBV、PHBHHX等)、PLA、PBS、APC、改性PVA、淀粉基塑料、淀粉/PVA、PLA、PCL等塑料合金及共混物等。 生物降解塑料又分为天然生物降解塑料、微生物降解塑料和化学合成生物降解塑料[3]。 生物降解塑料 天然生物降解塑料是指以天然聚合物为原料,可通过各种成型工艺制成生物降解塑料制品的一类材料。这类材料包括由淀粉、纤维素、甲壳素、大豆蛋白等天然聚合物及其各种衍生物和混合物。 微生物合成生物降解塑料 聚乳酸(PLA)聚乳酸耐水,不能忍受>55 ℃的温度。虽然它不是水溶性的,但是海洋环境中的微生物也能使之降解成二氧化碳和水。这种塑料类似透明的聚苯乙烯,表现出很好的外观(有光泽和透明度),缺点是硬且脆的材料,在大多数实际应用中需要改性。例如,用增塑剂来提高其柔韧性,它可以和许多热塑性塑料一样被加工成纤维、薄膜,热成型或者注塑成型。 聚羟基烷酸酯(PHA) 利用可再生资源得到的生物降解塑料,把脂肪族聚酯和淀粉混合在一起,生产可降解性塑料的技术也已经研究成功。在欧美国家,淀粉和脂肪族聚酯的共混物被广泛用来生产垃圾袋等产品。例如,国际上规模最大、销售最好的是意大利的Novamont公司,其商品名为Mater-bi,公司的产品在欧洲和美国有较大量的应用[4]。 聚己内酯(PCL) 这种塑料具有良好的生物降解性和吸力性能,溶点是62 ℃。分解它的微生物广泛地分布在喜气或厌气条件下。作为可生物降解材料可把它与淀粉、纤维素类的材料混合在一起,或与乳酸聚合使用[5]。3 生物降解材料发展面临的问题 对适用于医学研究的生物降解材料,人们首先关心的是它的降解产物是否具有毒性,以及如何人为地控制降解速度。因此,生物降解材料合理的工艺配方、准确的降解时控性,用后降解的彻底性以及回收利用等技术的进一步提高和完善显得尤为重要。 在组织工程研究领域,比如研究者选用生物降解材料来构建人体的组织或器官,要求不仅有疗效,而且要保证安全、无毒、无刺激性,与人体有良好的生物相容性。 目前,可生物降解材料存在的主要问题:(1) 天然高分子材料及其改性物没有热塑性,多数加工困难,产品强度不高,还未完全达到实用阶段;(2) 价格昂贵,是通用塑料的5~10倍,不易推广应用;(3)可生物降解材料更合理的工艺配方、准确的降解时控性,用后降解的彻底性以及回收利用等技术还有待进一步提高和完善;(4) 一些可生物降解材料的最大问题是只能部分降解,人工合成生物降解材料大多还存在生产工艺复杂、产品性能不稳定的缺陷;(5) 国内外至今尚无统一认可的评价方法和标准[6]。4 可降解塑料发展动向 随着塑料工业的迅速发展,当前世界塑料总产量已超过亿t,但因废塑料难于降解,而成为环境垃圾。发展可降解塑料能减少白色污染,有显著的经济效益和社会效益。现生产降解塑料的主要国家有美国、意大利、德国、加拿大、日本、中国等。随着PLA等可降解塑料材料的应运而生,在原有聚乙烯等传统不可降解塑料制品中加入适量PLA等生物材料的塑料制品,既可部分实现生物降解,原有的力学性能又没有改变[7]。 生物塑料的耐热温性能不好,很多生物塑料在50~55 ℃就会变形,其应用领域和适用范围因此受到很大限制。进一步改善生物降解塑料产品的性能,将其推广到电子产品、汽车材料领域,真正使生物降解获得大规模推广应用。美国普立万公司一直在为提高生物塑料的耐高热性能而努力,该公司开发的产品,改善了材料的抗冲击性并可在100 ℃以上加工使用的可生物降解塑料技术。总之,可生物降解塑料的耐高温性能正在逐步提升,进一步推广应用条件正在逐步成熟[8]。5 建议与展望 近年来,随着原料生产和制品加工技术的进步,生物降解材料备受关注。无论是从能源替代、二氧化碳减少,还是从环境保护以及部分解决“三农”问题,都具有重要意义[7]。目前我国生物降解材料发展的状况,在自主知识产权、创新型产品等方面的研发能力、投入量等均待提高,存在生物降解材料的产业化与市场化规模不大、生物降解材料的回收处理系统不很完善等问题,为了解决这些情况,应制订配套的政策及法规。

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摘要:系统总结国内外废旧塑料的主要回收利用技术,针对目前我国回收处理废旧塑料的现状,指出提高分类筛选水平,吸收开发关键技术,是我国回收处理废旧塑料的必要途径。由于治理白色污染是个庞大的系统工程,政府部门须在制定法规和加强管理的同时,提高全社会的科技意识、环保意识和参与意识,这样才是减少和消除白色污染,提高资源综合利用水平的根本途径。 关键词:废塑料,白色污染,回收,再生,热解,技术进展 废旧塑料通常以填埋或焚烧的方式处理。焚烧会产生大量有毒气体造成二次污染。填埋会占用较大空间;塑料自然降解需要百年以上;析出添加剂污染土壤和地下水等。因此,废塑料处理技术的发展趋势是回收利用,但目前废塑料的回收和再生利用率低。究其原因,有管理、政策、回收环节方面的问题,但更重要的是回收利用技术还不够完善。 废旧塑料回收利用技术多种多样,有可回收多种塑料的技术,也有专门回收单一树脂的技术。近年来,塑料回收利用技术取得了许多可喜的进展,本文主要针对较通用的技术做一总结。 1 分离分选技术 废旧塑料回收利用的关键环节之一是废弃塑料的收集和预处理。尤其我国,造成回收率低的重要原因是垃圾分类收集程度很低。由于不同树脂的熔点、软化点相差较大,为使废塑料得到更好的再生利用,最好分类处理单一品种的树脂,因此分离筛选是废旧塑料回收的重要环节。对小批量的废旧塑料,可采用人工分选法,但人工分选效率低,将使回收成本增加。国外开发了多种分离分选方法。 仪器识别与分离技术 意大利Govoni公司首先采用X光探测器与自动分类系统将PVC从相混塑料中分离出来[1]。美国塑料回收技术研究中心研制了X射线荧光光谱仪,可高度自动化的从硬质容器中分离出PVC容器。德国Refrakt公司则利用热源识别技术,通过加热在较低温度下将熔融的PVC从混合塑料中分离出来[1]。 近红外线具有识别有机材料的功能,采用近红外线技术[1]的光过滤器识别塑料的速度可达2000次/秒以上,常见塑料(PE、PP、PS、PVC、PET)可以明确的被区别开来,当混合塑料通过近红外光谱分析仪时,装置能自动分选出5种常见的塑料,速度可达到20~30片/min。 水力旋分技术 日本塑料处理促进会利用旋风分离原理和塑料的密度差开发了水力旋风分离器。将混合塑料经粉碎、洗净等预处理后装入储槽,然后定量输送至搅拌器,形成的浆状物通过离心泵送入旋风分离器,在分离器中密度不同的塑料被分别排出。美国Dow化学公司也开发了类似的技术,它以液态碳氢化合物取代水来进行分离,取得了较好的效果[2]。 选择性溶解法 美国凯洛格公司和Rensselaser工学院共同开发了一种利用溶剂选择性溶解分离回收废塑料的技术。将混合塑料加入二甲苯溶剂中,它可在不同的温度下选择性溶解、分离不同的塑料,其中的二甲苯可循环使用,且损耗小[1,3]。 比利时Solvay SA公司开发了Vinyloop技术,采用甲乙酮作溶剂,分离回收PVC,回收到的PVC与新原料密度相差无几,但颜色略呈灰色。德国也有溶剂回收的Delphi技术,所用的酯类和酮类溶剂比Vinyloop技术少得多。 浮选分离法 日本一家材料研究所采用普通浸润剂,如木质素磺酸钠、丹宁酸、Aerosol OT和皂草甙等,成功地将PVC、PC(聚碳酸酯)、POM(聚甲醛)和PPE(聚苯醚)等塑料混合物分离开来[4]。 电分离技术[5] 用摩擦生电的方法分离混合塑料(如PAN、、PE、PVC和PA等)。其原理是两种不同的非导电材料摩擦时,它们通过电子得失获得相反的电荷,其中介电常数高的材料带正电荷,介电常数低的材料带负电荷。塑料回收混杂料在旋转锅中频繁接触而产生电荷,然后被送如另一只表面带电的锅中而被分离。 2 焚烧回收能量 聚乙烯与聚苯乙烯的燃烧热高达46000kJ/kg,超过燃料油的平均值44000 kJ/kg,聚氯乙烯的热值也高达18800 kJ/kg。废弃塑料燃烧速度快,灰分低,国外用之代替煤或油用于高炉喷吹或水泥回转窑。由于PVC燃烧会产生氯化氢,腐蚀锅炉和管道,并且废气中含有呋喃,二恶英等。美国开发了RDF技术(垃圾固体燃料),将废弃塑料与废纸,木屑、果壳等混合,既稀释了含氯的组分,而且便于储存运输。对于那些技术上不可能回收(如各种复合材料或合金混炼制品)和难以再生的废塑料可采用焚烧处理,回收热能。优点是处理数量大,成本低,效率高。弊端是产生有害气体,需要专门的焚烧炉,设备投资、损耗、维护、运转费用较高。 3 熔融再生技术 熔融再生是将废旧塑料加热熔融后重新塑化。根据原料性质,可分为简单再生和复合再生两种。简单再生主要回收树脂厂和塑料制品厂的边角废料以及那些易于挑选清洗的一次性消费品,如聚酯饮料瓶、食品包装袋等。回收后其性能与新料差不多。 复合再生的原料则是从不同渠道收集到的废弃塑料,有杂质多、品种复杂、形态多样、脏污等特点,因此再生加工程序比较繁杂,分离技术和筛选工作量大。一般来说,复合回收的塑料性质不稳定,易变脆,常被用来制备较低档次的产品。如建筑填料、垃圾袋、微孔凉鞋、雨衣及器械的包装材料等。 4 裂解回收燃料和化工原料 热裂解和催化裂解技术 由于裂解反应理论研究的不断深入[6-11],国内外对裂解技术的开发取得了许多进展。裂解技术因最终产品的不同分为两种:一种是回收化工原料(如乙烯、丙烯、苯乙烯等)[12],另一种是得到燃料(汽油、柴油、焦油等)。虽然都是将废旧塑料转化为低分子物质,但工艺路线不同。制取化工原料是在反应塔中加热废塑料,在沸腾床中达到分解温度(600~900℃),一般不产生二次污染,但技术要求高,成本也较高。裂解油化技术则通常有热裂解和催化裂解两种。 日本富士循环公司的将废旧塑料转化为汽油、煤油和柴油技术,采用ZSM-5催化剂,通过两台反应器进行转化反应将塑料裂解为燃料。每千克塑料可生成汽油、 煤油和柴油。美国Amoco公司开发了一种新工艺,可将废旧塑料在炼油厂中转变为基本化学品。经预处理的废旧塑料溶解于热的精炼油中,在高温催化裂化催化剂作用下分解为轻产品。由PE回收得LPG、脂肪族燃料;由PP回收得脂肪族燃料,由PS可得芳香族燃料。Yoshio Uemichi等人[13]研制了一种复合催化体系用于降解聚乙烯,催化剂为二氧化硅/氧化铝和HZSM-5沸石。实验表明,这种催化剂对选择性制取高质量汽油较有效,所得汽油产率为,辛烷值94。 国内李梅等[14]报道废旧塑料在反应温度350~420℃,反应时间2~4s,可得到MON73的汽油和SP-10的柴油,可连续化生产的工艺。李稳宏等[3]进行了废塑料降解工艺过程催化剂的研究。以PE、PS及PP为原料的催化裂化过程中,理想的催化剂是一种分子筛型催化剂,表面具有酸性,操作温度为360℃,液体收率90%以上,汽油辛烷值大于80。刘公召[15]研究开发了废塑料催化裂解一次转化成汽油、柴油的中试装置,可日产汽油柴油2t,能够实现汽油、柴油分离和排渣的连续化操作,裂解反应器具有传热效果好,生产能力大的特点。催化剂加入量1~3%,反应温度350~380℃,汽油和柴油的总收率可达到70%,由废聚乙烯、聚丙烯和聚苯乙烯制得的汽油辛烷值分别为72、77和86,柴油的凝固点为3,-11,-22℃,该工艺操作安全,无三废排放。袁兴中[16]针对釜底清渣和管道胶结的问题,研究了流化移动床反应釜催化裂解废塑料的技术。为实现安全、稳定、长周期连续生产,降低能耗和成本,提高产率和产品质量打下了基础。 将废料通过裂解制得化工原料和燃料,是资源回收和避免二次污染的重要途径。德国、美国、日本等都有大规模的工厂,我国在北京、西安、广州也建有小规模的废塑料油化厂,但是目前尚存在许多待解决的问题。由于废塑料导热性差,塑料受热产生高黏度融化物,不利于输送;废塑料中含有PVC导致HCl产生,腐蚀设备的同时使催化剂活性降低;碳残渣粘附于反应器壁,不易清除,影响连续操作;催化剂的使用寿命和活性较低,使生产成本高;生产中产生的油渣目前无较好的处理办法等等。国内关于热解油化的报道还有很多[43-54],但如何吸收已有的成果,攻克技术难点,是我们急需要做的工作。 超临界油化法 水的临界温度为℃,临界压力为。临界水具有常态下有机溶液的性能,能溶解有机物而不能溶解无机物,而且可与空气、氧气、氮气、二氧化碳等气体完全互溶。日本专利有用超临界水对废旧塑料(PE、PP、PS等)进行回收的报告,反应温度为400~600℃,反应压力25Mpa,反应时间在10min以下,可获得90%以上的油化收率。用超临界水进行废旧塑料降解的优点是很明显的:水做介质成本低廉;可避免热解时发生炭化现象;反应在密闭系统中进行,不会给环境带来新的污染;反应快速,生产效率高等。邱挺等[17]总结了超临界技术在废塑料回收利用中的进展。 气化技术 气化法的优点在于能将城市垃圾混合处理,无需分离塑料,但操作需要高于热分解法的高温(一般在900℃左右)。德国Espag公司的Schwaize Pumpe炼油厂每年可将1700t废塑料加工成城市煤气。RWE公司计划每年将22万吨褐煤、10万吨塑料垃圾和城镇石油加工厂产生的石油矿泥进行气化。德国Hoechst公司采用高温Winkler工艺将混合塑料气化,再转化成水煤气作为合成醇类的原料。 氢化裂解技术 德国Vebaeol公司组建了氢化裂解装置,使废塑料颗粒在15~30Mpa,470℃下氢解,生成一种合成油,其中链烷烃60%、环烷烃30%、芳香烃为1%。这种加工方法的能量有效利用率为88%,物质转化有效率为80%。 5 其他利用技术 废旧塑料还有着广泛的用途。美国得克萨斯州立大学采用黄砂、石子、液态PET和固化剂为原料制成混凝土,Bitlgosz [18] 将废塑料用作水泥原材料。解立平等[19]利用废旧塑料与木料、纸张等制备中孔活性炭,雷闫盈等[20报道应用废旧聚苯乙烯制涂料,李玲玲[21]报道塑料可变成木材。宋文祥[22]介绍了国外用HDPE作原料,通过一种特殊的方法,使长度不同的玻璃纤维在模具内沿着物料流向的轴向同向,从而生产高强度塑料枕木。蒲廷芳[23]等使用废旧聚乙烯制高附加值的聚乙烯蜡。李春生等[24]报道,聚苯乙烯与其他热塑性塑料相比,具有熔融粘度小,流动性大的特点,因此熔融后可以很好地浸润所接触的表面而起到良好的粘接作用。张争奇等[25]用废塑料改性沥青,将某一种或几种塑料按一定比例均匀溶于沥青中,使沥青的路用性能得到改善,从而提高沥青路面质量,延长路面寿命。 结束语 治理白色污染是个庞大的系统工程,需要各部门,各行业的共同努力,需要全社会在思想上和行动上的共同参与和支持,有赖于全民科技意识、环保意识的提高。政府部门在制定法规加强管理的同时,可把发展环保技术和环保产业作为刺激经济和扩大就业的重要渠道,使废塑料的收集、处理及回收利用产业化。目前我国回收和加工企业分散,规模小,很多国内外塑料回收与加工的新技术和新设备无法推广实施,回收加工产品质量低下,因此对塑料回收企业应进行规范化管理,以提高其科技含量和经济效益。在回收利用的同时,更需研究开发可环境消纳塑料,寻求切实可行的替代品。

  • 索引序列
  • 新型材料开发及应用的文章
  • 新型材料的开发与利用研究论文
  • 新型炭材料的研究与应用论文
  • 新型建材材料论文
  • 塑料材料的应用的论文
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