高性能高分子材料体系自立自强发展战略研究

高性能高分子材料具有高强高模、高绝缘、耐腐蚀、耐辐照或绿色低碳等特点,是保障国家安全和国民经济发展的战略性材料之一,广泛应用于航空航天、电子电器、生物医疗等重要领域。本文系统梳理了高性能树脂及工程塑料、有机纤维、生物基树脂及可降解材料、特种橡胶及弹性体四大类高性能高分子材料中的重点品种,分析了国内外重点品种的发展现状和特点。研究发现,目前我国在高性能高分子材料方面已建立起比较完备的化工原料–合成–加工改性–制品应用上下游产业体系,但同时也存在关键原料保障不足、产品应用开发有待拓展等问题。在此基础上,从加强技术创新、推进关键原料保障、组建创新联合体等方面提出对策建议,以期为我国高性能高分子材料体系发展提供参考。

国内特种油产业发展现状及趋势展望

在“双碳”目标的驱动下,国内低碳产业正在快速成长,石油石化行业转型发展势在必行。特种油产品作为“油转特”的一部分,包括润滑油脂、橡胶增塑剂、白油、轻质白油等四大类,涉及应用领域极广,不仅是国民经济与工业体系自主化发展的重要保障,也是石油石化企业长期盈利的突破点和后备军。文章从市场发展的角度剖析国内特种油品需求走势,阐明“双碳”新形势下特种油品的产业定位,并为石油石化企业进一步发展特种油业务提供建议。

柔性均布压力加载装置的研制及试验分析

为真实模拟应力边界条件,保证结果的准确性,岩土材料及地质力学模型试验均需进行柔性边界加载。研制一种新型柔性均布压力加载装置,该装置由液压油缸、刚性推力器、超柔性调整橡胶和柔性传力橡胶等组成。采用数值方法分析和验证柔性加载的效果及传力性能,并结合配比试验,研制出适合岩土试验的特种柔性橡胶。将该加载装置与刚性加载的加载效果进行试验对比,结果表明,柔性均布压力加载相对于刚性加载效果显著,对于表面不平整的模型,柔性橡胶能更好地传递均布压力,并且模型内应力场均匀程度随着橡胶传力垫块的邵氏硬度的降低以及加载压力和距表面深度的增大而提高。带有超柔性调整橡胶和柔性传力橡胶组合垫层的加载装置具有很好的空间转动和变形传力性能,可更好地满足对具有不平整及倾斜表面模型进行柔性加载的要求。研究表明,柔性均布压力加载装置能真实地模拟应力边界条件,有利于提高岩土试验结果的准确性。

我国高性能合成橡胶材料发展现状与展望

合成橡胶材料广泛应用于工业、国防、交通及日常生活的各个方面,高性能和功能化通用合成橡胶是新时代发展所必需的关键先进基础材料。本文结合产业数据调研结果,系统梳理了我国高性能合成橡胶材料的发展现状,总结了我国高性能合成橡胶材料在生产、研发、应用等方面的主要问题。在此基础上提出了我国高性能合成橡胶材料的发展方向与建议,研究认为应重点发展官能化溶聚丁苯橡胶、钕系顺丁橡胶、星型卤化丁基橡胶、功能化热塑性弹性体等高性能和功能化通用合成橡胶,以及氢化丁腈橡胶、热塑性硫化橡胶、高性能硅橡胶、氟醚橡胶等特种橡胶产品,实现材料高端化、过程绿色化、生产智能化。

橡胶防护蜡的研制

简述了橡胶防护蜡的碳数分布、分子结构及作用机理 ,采用减四线馏分蜡或以减三线、减四线、微晶蜡按照适当比例调和研制橡胶防护蜡。结果表明 ,2种系列产品均具有优异的抗臭氧性能和防老化性能 ,其性能达到或超过国内外同类产品质量水平。

特种氟硅橡胶耐介质老化行为规律研究

考察了特种氟硅橡胶在RP-3航空煤油介质环境中的老化行为,采用傅里叶变换衰减全反射红外光谱(ATR-FTIR)对不同老化时间点内试样的特征基团进行了表征。利用红外差谱法研究了老化过程中各官能团相对含量的变化情况,结合材料的力学性能分析了特种氟硅橡胶耐RP-3航空煤油可能的老化机理:材料的老化初期,主要以物理老化为主,进入中后期则以化学老化为主。

特种氟硅橡胶热空气老化的衰减全反射傅里叶变换红外光谱研究

通过衰减全反射傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR)分析了特种氟硅橡胶在热空气加速老化过程中微观结构的变化,研究了特种氟硅橡胶的耐老化性能,提出了特种氟硅橡胶的热氧老化机理。结果表明,特种氟硅橡胶在热空气老化过程中主链变化较小,其特征吸收峰可以作为ATR-FTIR定量分析的基准,而交联键和侧链三氟丙基基团的变化较明显;特种氟硅橡胶的拉伸强度和扯断伸长率随着老化时间的延长而不断下降,并且呈现出前期下降幅度小、后期下降幅度大的变化趋势,邵尔A硬度在老化的整个阶段没有明显的变化,特种氟硅橡胶具有良好的耐老化性能,其可能的老化机理是交联键的破坏和侧链的断裂。

汽车用环形金属橡胶弹性元件的性能研究

研制出汽车用金属橡胶特种隔振环 ,对其基本性能进行了实验研究。并分析了改变金属橡胶元件的相对密度、振幅及工作载荷时 ,对特种金属橡胶隔振环性能的影响。通过实验获得了力与变形、固有频率与振幅、刚度与振幅、相对密度与刚度、相对密度与固有频率的关系曲线 ,并对实验结果进行了理论分析 ,为金属橡胶构件在汽车领域的广泛应用 。

热氧老化过程中特种氟硅橡胶力学及热学性能分析研究

考察了热氧老化过程中不同老化温度点及不同老化时间下特种氟硅橡胶力学性能的变化情况,并利用热重分析技术研究了热氧老化对氟硅橡胶热失重的影响。结果表明,氟硅橡胶的拉伸强度及扯断伸长率随老化时间的增加呈先上升后下降的变化趋势,这可能是由于材料的交联密度在老化过程中先增加后减小引起的,而材料的回弹性及硬度在整个老化过程未出现明显变化。经高温长时间热氧老化后,材料仍能保持较好的力学性能,且不同老化时间段内试样的热失重曲线基本一致,表明氟硅橡胶具有较好的热氧稳定性。

装甲车辆特种防护橡胶内衬的加工技术

装甲车辆内部结构复杂 ,在安装特种防护内衬时 ,需要在装配现场对橡胶板材进行加工 ,尤其是需要加工出大量的台阶孔、倒角及槽。橡胶的回弹性大、导热性差、强度低 ,属于难加工非金属材料之一。分析了橡胶的物理机械性能和加工中存在缺陷的原因 ,通过应用工艺装置改变切削区及其周围材料的受力状况、冷却润滑、优选刀具结构参数和加工工艺参数等多种技术途径研究提高橡胶内衬的加工表面质量的技术措施。加工试验取得了理想的效果。

多层异型柱框架结构隔震性能的试验研究

对一栋１：６比例的５层基础隔震异型柱框架结构模型进行了地震模拟振动台试验研究。试验与理论分析表明，对这种轻型框架结构体系使用基础隔震技术，可以大大减小结构的地震反应，从而使上部结构可参照基础隔震普通框架结构的设计方法进行内力计算，达到既提高抗震性能，又降低工程造价的目的。

橡胶内衬台阶孔的加工技术

橡胶的回弹性大、导热性差、强度低,属于难加工非金属材料之一。本文阐述通过应用工艺装置改变切削区及其周围材料的受力状况、冷却润滑、优选刀具结构参数和加工工艺参数等多种技术途径研究提高橡胶台阶孔的加工质量和效率。

聚丙烯酰胺对橡胶树专用肥养分淋出特性的影响

为确定不同施肥时期橡胶树专用肥中聚丙烯酰胺最佳用量及其养分释放特性,利用间歇式性土柱淋溶试验,通过模拟海南省4、6、9月的降雨量,探究不同降雨量条件下聚丙烯酰胺对橡胶树专用肥养分淋出特性的影响。结果表明:在不同降雨量条件下,橡胶树专用肥氮钾累积淋出量总体上均表现为随着聚丙烯酰胺用量增加而减少;6次淋溶结束时,模拟4、6、9月降雨量条件下添加6%聚丙烯酰胺橡胶树专用肥氮累积淋出量分别占总施氮量的22.88%、50.92%、59.04%,钾累积淋出量分别占总施钾量的35.38%、69.93%、68.81%,且均显著小于未添加聚丙烯酰胺的处理。可见,在不同橡胶树施肥时期,添加聚丙烯酰胺均可有效延缓橡胶树专用肥养分释放,减少养分淋失,且当聚丙烯酰胺用量为6%时橡胶树专用肥缓释效果最佳。

影响海南胶农加入天然橡胶专业合作社因素分析

【目的】分析海南胶农加入天然橡胶专业合作社意愿的影响因素,为政府决策与相关研究提供参考。【方法】采用问卷调查和实证分析的方法,运用Logistic模型,基于海南省5个地区306户天然橡胶胶农的调查数据,对影响胶农加入天然橡胶专业合作社的因素进行分析。【结果】胶农的文化程度、对合作社的认知度、种植规模、生产资料供应问题及对其他合作组织的满意度对胶农加入天然橡胶专业合作社行为的影响最显著,前四者对胶农选择行为的影响呈正方向变动关系,后者呈负方向变动关系。【建议】通过加强宣传、提高胶农认识,树立典型、先进带动,提高合作社工作效率、为胶农创造经济效益,以提高胶农加入专业合作社的意愿,促进海南橡胶业持续健康发展。

特殊形状橡胶密封圈的性能分析

采用非线性有限元法对特殊截面形状的橡胶密封圈进行了分析.通过轴对称有限元分析模型,分析了其在矩形沟槽内装配压缩过程中的变形和应力变化,以及应力的分布情况,同时还对承受单侧压力的密封情况进行了研究.对于密封圈的抗扭转特性以及在特殊压力负载情况下的密封特性也进行了模拟并且和普通O形圈进行了对比.结果表明,所采用的方法能够预测特殊形状的密封圈在压缩中的变形和应力等特征参数,加深了对其密封性能的了解,并对同类密封结构设计有一定的指导意义.

胶轮导轨电车特殊工况运行平稳性研究

胶轮有轨电车在设计运营成本、爬坡能力、曲线通过半径和运行噪声等方面较传统城市轨道交通有很大优势。针对胶轮导轨电车在运营过程中,可能会遇上冰雪天气,车轮爆胎、空簧失效、减振器失效等特殊工况,通过SIMPACK多体系统动力学软件,对胶轮导轨电车在特殊工况下运营进行了动力学分析。分析结果表明:在特殊运营工况下通过降低运行速度等方法可以满足运行平稳性要求。

鲜胶乳生物凝固工艺技术研究

研究了生物凝固液用量、鲜胶乳浓度、气候条件、氨含量等因素对鲜胶乳生物凝固效果的影响。结果表明:凝固剂适宜用量为10%;鲜胶乳浓度对凝固影响较小;当全天最高气温在25℃以下时,胶乳完全凝固需16 h以上;氨含量达0.02%时即可显著影响胶乳的凝固,用量达到0.08%时,胶乳不能凝固;添加辅助凝固剂可加快胶乳的凝固。

基础隔震异形柱框架结构的参数优化

根据叠层橡胶支座和异形柱框架结构体系的非线性特性及相互间的影响,建立三维非线性有限元分析模型。通过改变叠层橡胶支座的阻尼比和刚度,利用SAP2000有限元软件对模型进行不同地震波作用下动力时程分析。结果表明：控制异形柱框架结构的地震反应,可通过优选隔震层动力参数来实现;异形柱框架结构隔震系统阻尼比最优取值范围为0.22~0.27,刚度应在满足允许位移条件下适当降低取值。

短道速滑陆地专项力量训练的生物力学特征监控与分析

陆地皮筋和布带训练是短道速滑项目中普遍采用的一种陆地专项力量训练方法,该方法对于实现运动员基础能力向冰上专项转化至关重要。针对该种训练方法缺乏训练质量量化评估与快速反馈的实际问题,设计并开发一种便携式无线牵拉力采集装置与数据监测分析软件,实现牵拉力信息与训练图像的实时同步采集与监测。通过对冰上弯道滑行和陆地专项力量训练的生物力学特征进行比较分析,发现两者间的联系与差异,为陆地专项力量训练的生物力学监控提供评估依据。基于生物力学特征监测数据,从双侧牵拉力平衡度、双侧发力姿态两个方面,对男女运动员陆地皮筋和布带行进间专项训练质量进行研究与分析。结果表明,陆地专项力量训练应满足冰上滑行技术能力需求,在确保双侧用力平衡的基础上,在相同阻力负荷的条件下应尽可能提高动作速率,从而使运动员能够适应在弯道区域滑行大离心力状态下控制路线的专项能力要求。

某特种硅橡胶密封圈装机贮存寿命评估

选用某特种硅橡胶O形密封圈实际装配压缩率,对其进行热空气加速老化试验,利用时温等效原理及阿累尼乌斯方程对O形圈老化数据进行统计分析,建立25℃温度下特种硅橡胶O形圈压缩永久变形性能与时间的关系方程。从而求得25℃贮存温度下装机贮存20年后该特种硅橡胶O形圈的压缩永久变形性能变化范围,评估其是否满足20年装机贮存要求。