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生物塑料能否成为塑料瓶灾难的救赎?
2014-04-14 16:41:08
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元素商城整理编辑:全球有2000万吨塑料制成塑料瓶,废弃的塑料瓶带来严重的环境问题。因此,科学家正在寻找一个更新更环保且不需要使用石油的塑料研制方法。西班牙马德里生物研究中心的科学家试图弄清细菌在塑料生产过程中的作用,借助细菌将有机废物制成聚合物,整个过程不需要石油。
研究人员Maria Auxiliadora Prieto Jimenezientist对整个过程做了解释:“这些细菌使生物塑料呈粒状聚合在(细菌)体内,之后我们通过不同的化学方法进行提取。”在实验室中制造塑料是一回事,但在现实生活中进行大规模生产又是另外一回事了,目前,科学家们还在进行深入研究,以实现大规模生产。该研究是欧洲研究项目SPLASH的一部分。
荷兰食品和生物研究实验室的科学家们也在对海藻进行研究。这是因为它能够产生大量糖分和碳水化合物,而这两者能够转化为生物塑料。Lolke Sijtsma博士表示:“我们对海藻进行研究的原因是,它们十分‘多产’。它们能够有效利用阳光、二氧化碳和矿物质。”
荷兰公司Avantium研发的技术能够将海藻糖转化为聚合物分子。而该公司表示,整个生产过程和成品比传统的塑料生产要环保。Avantium公司负责人Ed de Jong表示:“这种材料生产过程比传统塑料瓶的二氧化碳释放量少70%,过程中使用较少的不可再生能源,产品性能更好。”这些新兴生物塑料的应用前景十分广阔:Avantium公司相信它在将来每年能够代替500万到1000万吨传统塑料,将会占据较大的市场份额。下一步就是生产可生物降解的生物塑料。
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橡胶助剂及其应用
元素百科资讯频道:橡胶助剂作为橡胶工业具有较高科技含量的原材料,是国家产业政策重点扶持的行业。橡胶助剂可以赋予橡胶制品高强度、高弹性、耐腐蚀、耐磨耗、耐高温、耐低温、绝缘、消音等性能。下面就具体的来谈一谈橡胶助剂的概念以及橡胶助剂的应用。
橡胶助剂的定义
橡胶助剂是在天然橡胶或合成橡胶加工成橡胶制品过程中添加的,用于赋予橡胶制品使用性能、保证橡胶制品使用寿命、改善橡胶胶料加工性能的一系列精细化工产品的总称,包括硫化类助剂、防护类助剂、加工型助剂、粘合型助剂和特种功能型助剂等五大类二百余个品种。
橡胶助剂的应用
橡胶的配合是由好几种或十几川原副材料所组成的,使各种有机、无机物质相互配合组成胶料的配方,从而获得最佳性能,最低成本和最适宜工艺操作的有机结合体。其中组成胶料配合有以下几个体系。硫化体系补强,填充体系、软化增塑体系和防老体系等。下面分体系进行讲解。
一、硫化体系硫化体系包括硫化剂、促进剂、活性剂和防焦剂等。
1)硫化剂:所谓橡胶的硫化就是把具有塑性的胶料转变成为弹性的硫化胶的过程。也就是橡胶分子链在化学或物理因素的作用下产生化学交联作用,变成为空间网状结构。那么,凡能引起橡胶产生交联作用的化学药品就都可称之为硫化剂,所以大家就不要误认为硫化剂,只是硫黄而已,它包括上述各种化学物质,当然,其中硫黄是最常用的一种。据有关理论认为,用纯硫硫化的硫化胶其交联效率低,而且其交联密度也很低,物理机械性能也差。所以胶料配合中一般很少单纯使用纯硫体系,而采用一些有机多硫化物,主要品种TMTD(简称TT),TMTT、DTDM等及有机过氧化物,常用的品种有DCP、DTBP等,这些硫化剂的使用都使胶料具有一些优良的特殊性能,比如耐热性、耐老化性等,另外还采用一些合成树脂类物质如:2402、201、202等,代号均为商品名称。
2)促进剂在使用硫黄作硫化剂,通常都要配入一些化学药品来促进其硫化反应,从而提高生产效率和胶料性能,这些能促进硫化作用的化学药品就称为促进剂。促进剂常用的品种有:促进剂M1、DM、MZ、OZ、NOBS、DZ,促进剂TT、TMTT等。
3)活性剂和防焦剂凡能增加促进剂的活性,提高硫化效率,改善硫化胶性能的化学药品,称为活性剂,常用的有氧化锌、氧化镁、氧化钙、硬脂酸等。为了防止胶料在加工过程中出现早期的硫化现象(焦烧),常常需要加入一些能抑制产生早期硫化的化学药品,即防焦剂,但由于它的加入,会使硫化速度减慢,硫化胶性能变坏,
4)再加上价格昂贵,所以,一般情况下很少使用。
二、补强与填充剂按填料在橡胶中的作用可分为补强性,填充和增容性填料,前者主要作用是提高橡胶制品的物理机械性能,称为补强剂,如炭黑等,后者主要作用是增加橡胶的容积,降低含胶率,降低成本,称填充剂或增容剂,如碳酸钙CaCO3、陶土等。1、炭黑(1)炭黑品种炭黑的品种约有40余种,五大类型 常用品种有:超耐磨炉黑(SAF)、中超耐磨炭黑(ISAF)、高耐磨炉黑(HAF),通常炉黑(GPF)(2)炭黑的补强原理在炭黑粒子的表面有些活性很大的活性点,能与橡胶分子起化学作用,生成强固的化学键,这种化学键能沿着炭黑粒子表面上滑动,结果产生两种补强效应:一是当橡胶受力作用时而产生变形,分子链的滑动能吸收外力的冲击,起缓冲作用,二是使应力分布均匀,这两种效应的结果使得橡胶的强度提高,抵抗破裂,从而起起补强作用。另外,还有一种白炭黑,化学成分主要是含水硅酸和硅酸盐类物质,常用做制造浅色橡胶制品。
以上就是关于橡胶助剂的概念以及橡胶助剂的应用的全部内容介绍,想要了解更多关于橡胶助剂的相关内容,请查看助剂专题页面。
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《New Scientists》:南开大学研制出“光驱动”石墨烯材料
元素百科资讯频道:从南开大学获悉,该校化学学院陈永胜教授和物理学院田建国教授的联合科研团队通过3年的研究,获得了一种特殊的石墨烯材料。该材料可在包括太阳光在内的各种光源照射下驱动飞行,其获得的驱动力是传统光压的千倍以上。这是迄今为止科学界第一次用光推动一个宏观物体并实现宏观的驱动。
石墨烯材料驱动飞行实验
陈永胜教授团队研制出的这种石墨烯材料,在其宏观材料特殊形貌结构和石墨烯自身特殊电子结构的共同作用下,可以在包括太阳光在内的各种光源照射下有效驱动飞行。
在实验中,研究人员将一个重为4毫克的形似“海绵”的圆饼状三维石墨烯材料放置到真空管中。在不同光源的“推动”下,“海绵”瞬间发生了水平或竖直方向的位移,最大移动距离可达40厘米。
研究人员介绍,实验所用光源都很普通,如激光、氙灯等。室外实验中,太阳光同样可以驱动这种石墨烯材料移动。实验发现,光源的波长与石墨烯材料产生的驱动力成反比。即波长越短,材料产生的驱动力越大。
陈永胜教授说,通过定量测量,这种石墨烯材料在光照条件下产生的力是传统光压的千倍以上。通过计算,500公斤的负载,如果利用基于这种石墨烯材料制备的驱动帆板,理论上获得的驱动力至少能使其达到0.09米每秒的加速度。
石墨烯材料的驱动机理验证
除了观察到这种光直接驱动飞行外,研究团队经过大量的实验,提出了一种新的驱动机理,即这种材料在光作用下,通过发射大量的电子获得了相应的驱动力,即这种特殊的驱动是通过电子喷射获得的,完全不同于传统的化学火箭。目前陈永胜教授团队正在对这种这种机理的进行进一步的研究和验证。因此本材料还可以作为一种方便的电子发射源。该工作同时认为,其它具有类似Dirac能带的结构的材料,通过合适的组装也可能获得类似的性质和性能。
最新一期英国著名科普杂志《New Scientists》为该成果撰写的文章指出,该成果“再为石墨烯这种优良材料增添了一种惊人的性能。”“石墨烯海绵可以替代太阳能帆板,用以制造光动力推进系统的航天器。“
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粉末涂料助剂及使用注意事项
元素百科资讯频道:粉末助剂是粉末涂料中的重要组成部分,是改善粉末涂料生产、施工或涂膜等某些方面性能的一类物质。也许还有一部分人对于什么是粉末涂料助剂还不太清楚,现在就系统的聊聊什么是粉末涂料助剂以及粉末涂料助剂的使用注意事项。
粉末涂料助剂
粉末涂料助剂也称作粉末添加剂,大多是从涂料或塑料助剂演变过来的,在形态上多为固体。虽然粉末涂料助剂品种比传统的液体涂料中的少得多,但是随着粉末涂料技术的不断发展,助剂的品种和功用也在不断增加。不同的粉末涂料品种对助剂品种的要求也是千差万别。一个优良的粉末涂料助剂品种须同时具备以下条件:加量少且效果明显、物理和化学性能稳定、不影响着色或其他性能、添加方便好分散、低毒甚至无毒、价格合适。
粉末涂料助剂使用注意事项
1、粉末涂料助剂与树脂的相容性
这是选用助剂时首先应注意的问题。粉末涂料助剂必须长期稳定存留在粉末涂料中,才能发挥其应有的效能。所以一般使用的助剂要有与环氧、聚酯、丙烯酸等树脂相容性。那么通常要比较粉末涂料助剂与树脂的相容性,则所使用的方法是根据它们结构的相似性。例如,流平剂是粉末涂料生产中主要助剂,可以减少涂膜表面张力差,起到涂膜均化和消除缩孔的作用,使固化后的涂膜获得平滑光泽的表面。使用时,有载体的助剂如有E-12载体就不可以应用于与纯聚酯体系的配方中,还有,每个公司生产的流平的适用体系各不相同,这就需要粉末生产厂家寻找合适的树脂来匹配,增光剂也同样如此。再如通常所用的含环脒和多元酸盐的B68型化学消光剂仅适用于有环氧的体系中,若用于其它体系,不但失去应有的效果,还会给涂膜带来消极影响。
2、粉末涂料助剂对生产工艺的适应性
某些粉末涂料助剂在配方设计时,应考虑由于生产工艺条件比较苛刻,可能是高温、低温、高速剪切等情况,从而引起粉末涂料助剂的分解、挥发而失效,导致配方失败。如有些花纹粉末涂料助剂,不可以与基料一同由挤出机挤出,而是后加入到成品粉中,只有这样才能显现出它应有的花纹。因为在挤出熔融过程中,花纹助剂已经预先反应完成,致使在成膜时无花纹或者产生的花纹大小不同、手感有差别、立体感不同等现象。
在两种或两种以上助剂与基料配合过程中,为了充分发挥助剂的效能,必须使它们在粉末涂料基料中充分分散,而且可按不同的加料顺序与基料结合。
有经验的技术工程师知道,各种粉末涂料助剂与基料混合或后加入到成品过程中,先后次序和每一步工艺条件是非常重要的,它直接影响到混合效果和涂膜的性能。
3、粉末涂料助剂在粉末涂料中的多重性
一些粉末涂料助剂除了起主要作用外,同时还兼有双重或多重作用。由此,我们在设计配方时就必须综合考虑,如调整配方中的用量或简化配方。比如,氧化锌是一种党见的化学物品,它可以替代一部分的钛白粉作白色颜料;同时具有一定的导电性应用于需要抗静电或导电性的场合;还具有屏蔽紫外线的功能,特别是对240-380/μm范围的UV光有较好的防护能力;当然它还具有防霉、杀菌功效、改善含羧基基团树脂的涂料性能等。可见,选择一种有效助剂是要充分理解它的各种功能。
4、充分利用粉末涂料助剂之间的相互效应
粉末涂料助剂的协同效应是指两种或多种助剂适当配合使用时相互影响起的增效作用。当然,协同效应的反面是对抗作用。例如,炭黑与硫代酚类抗氧剂配合在纯聚酯户外型粉末涂料中,有优良的协同抗氧作用,但在与位阻胺类或阻酚类抗氧剂一道使用,则因发生对抗作用而削弱涂膜原有的稳定效果。
5、粉末涂料助剂对粉末涂料的性能影响
我们知道,一些粉末涂料助剂在发挥其正常作用的同时,有时不得不对粉末涂料的某些性能产生不良的影响。这与助剂的用量有密切的关系。目前,市场上有一种低温固化剂,它能使粉末涂料在120℃/30min内固化成膜,这当然是我们所需求的。因为如此低的固化条件会带来巨大的经济效益,也给一些不能在高温下烘烤的材料提供应用可能,大大拓展了粉末涂料的应用领域。但就我们所做试验得知,加入此种低温固化剂,对涂膜的附着力会有较大的影响。这些都是我们在设计配方时,选用粉末涂料助剂应充分了解的。
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