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高效节能环保,可连续工作,替代进口设备

混沌技术成就新工艺

  稿件来源: 党委宣传部  |   作者:卞慧  |  摄影:   |  编辑:ykw  |  访问量:3010

 

  混沌原理,在普通人的眼里总是显得很神秘,我校谢林生课题组却利用它开发出一种新工艺——高拉伸混沌混合技术与装备。该技术的性能指标现已达到进口设备的先进水平,实现了生产的连续化、自动化,而且节能环保。
  石头纸、购物袋、牛奶包装膜、电缆屏蔽料、高压水管、发热地板中的导电PTC材料……生活中的很多商品都离不开塑料、橡胶加工工业中的混炼工艺。“高拉伸混沌混合技术与装备”提升了国内混炼技术的水平,改变了很多产品依赖进口的状况。

   “人造蜂巢”: 混合包覆效果好

  石头纸、购物袋需要经得起多次折叠,承担得住重物,我国急需的高压水管专用材料更是要具备高强度、高韧度和长寿命,这就要求将各种原料在混炼设备里充分混合,充分包覆。
  以石头纸、购物袋为例,其原料80%以上是石粉(细小的石头颗粒),百分之十几是树脂。要将松散的石粉连接在一起,形成可以盛装重物的购物袋、可印刷书写的纸张,就必须将石粉和树脂充分地混合,形成连续结构。
  谢林生拿出一张名片和一副图片:“这就是石头纸印刷的名片,这是它放大1000倍的横截面。”图片中,每一个石粉颗粒都被树脂形成的连续的网状结构包覆在其中,就像一个人造的蜂巢,每一颗石粉都有自己固定的“窝”。这样,生产出来的“纸”就既强又韧了。
  上海万益高分子材料有限公司证实,采用该设备生产的中高压护套电缆屏蔽料,已达到国家和欧盟的相关标准,被成功应用于北京奥运会场馆、东海大桥电力工程、杭州湾跨海大桥电力工程等诸多国家重点工程,并出口中东、东南亚、欧美等地。

  从黑衬衫到白衬衫:节能环保

  “石头纸并不是我们的首创,我们的优势在于包覆效果好,而且节能环保,”谢林生举例道,“有时候为了口感更好,人们需要将两种面粉混合在一起,加水会更容易混合。工业生产中的添加剂就像和面用的水。我们的自浸润、自润滑技术,不需要加水就能将两种‘面’充分混合,不仅节约了添加剂,保证了制品的综合机械性能,而且不会出现粉尘满天飞的情况。”
  在高浓缩母粒制造行业,使用国内现有的传统设备,工人们常常是“白衬衫进去,黑衬衫出来,身上只有两个眼白是白的”,运行一天下来,从地上扫起的炭黑粉尘能装一个编织袋,大约有25~30公斤。使用这套设备之后,一台设备一步完成好几个生产步骤,不需要将生产过程暴露在机器外,减少了生产现场的污染,工人进车间穿白衬衫、戴白口罩完全没问题。
  “一个造纸厂可以污染一条河流”,这是传统纸浆造纸法的真实写照。这种造纸方法需用木材,生态破坏大,且产生碱性废水,处理难度很高。用高拉伸混沌混合技术与装备制造石头纸、购物袋等,原料主要是石粉,在自然界中来源十分广泛,且不需要化学处理,产品可降解,也可回收利用,工厂里的边角料直接就能做原料,生产过程不产生固体废弃物,也几乎不用耗水。这种方法,实现了从原料到制成品整条生产链的环保。
  该技术的核心设备——混沌型连续混炼机,可以连续24小时工作,节能效应很明显。工业生产中,塑料熔融时吸热,塑化时放热,传统的生产设备需要在这两个阶段耗用能源来调温,机器自身也常常高达150多度。而他们的设备将高温熔体返回到熔融段,实现了自加热,能耗比国内现有的传统设备降低了30%到50%。机器自身的温度也只有40~50度,能够低温运行。

  从进口到国产:适用广,效益高

  该技术开辟了一种新的高浓缩、高填充母料和导电高分子材料的生产方法和工艺,使用范围很广。他们生产的高浓缩碳黑母粒可用于制造国家急需的高压水管,目前,这种水管已经通过了欧洲相关标准的检测,并被中国石化股份公司采用,替代相关进口产品。
  电缆除了导体和绝缘层以外,还需要屏蔽材料,以防止或减少电磁辐射。现在很多电缆“落地”,电压也相对提高,对屏蔽材料的要求越来越高。运用该技术生产的高压电缆屏蔽材料已经被国内各大电缆厂采用,并且出口到东南亚等地区。
  他们的自浸润、自润滑技术还可用于制造牛奶包装盒里层的防紫外线膜。这种食品包装膜必须无味、无毒,原来国内的工艺需加入添加剂,难以做到无味、无毒,厂家只能全部依赖进口。现在,该设备不需要任何添加剂,就能让原料充分分散,形成薄膜,满足了加工需求,实现了自主生产。
  运用该技术还可以制造导电PTC材料,用于发热地板、恒温发热材料之中。发热地板舒适、节能,浙江华源采用该技术生产的产品一半以上出口欧洲。
  通过课题组多年的努力和系统集成,该技术及其装备的性能指标已经达到了进口设备的先进水平,能耗较常规生产方式降低30%左右,粉尘排放量降低98%,实现了相关产品的高效、节能、环保化生产,已申报多项国家发明专利。目前,他们在国内推广运用了31套装备,产能从每小时120公斤提高到每小时1吨,近3年创造的经济效益超过3亿元。中国塑料机械工业协会评价其“整体技术达到国际先进水平,部分成果达到国际领先水平”。

发布日期:2012年11月14日01时02分
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