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让“黑色”污染造福社会

2020-11-19 17:59:10

——记国家技术发明二等奖成果固相力化学反应器及其应用

在提高产品性能的同时减少环保压力,是近年来高分子材料的研发重点,高效、经济、环保的关键设备和技术的不断涌现,为高分子材料的制备、加工和回收利用提供了技术支撑。四川大学高分子研究所开发的“固相力化学反应器及其在高分子材料制备和加工中的应用”技术,对于解决废弃橡胶“黑色污染”这一世界性难题提供了一个新的解决方案,不久前该项目荣获了国家技术发明二等奖。

据徐僖院士介绍,这项技术发明了具有强大剥离、粉碎、分散、混合、力活化和力化学反应等多重功能的固相力化学反应器,建立了高分子材料固相力化学制备和加工新技术。这项技术已获得5项授权发明专利,主要有三方面的创新:一是突破传统设备局限,在常温下实现韧性高分子材料的超细粉碎,诱导力化学反应;二是发明了高分子材料固相剪切粉碎复合新技术,实现碳纳米管的切割,层状无机物的剪切剥离及聚合物的纳米复合,为开发高性能高分子材料提供新途径;三是发明了废弃橡胶常温超细粉碎和固相力化学脱硫新技术,为资源节约提供新方法。

记者在采访中得知,徐僖院士带领课题组,从基础研究、小试到建成可连续生产的固相力化学加工示范生产线,历经了12年的艰苦探索。目前已有多项成果得到推广应用,其中较为典型的是废弃橡胶的常温超细粉碎和脱硫。

据介绍,废旧橡胶粉碎和活化新技术采取以常温法为主的技术路线,在保持适当胶粉粒度的基础上,着重提高胶粉的生产效率、表面活性和分散性,开发不同粒径的高表面活性的轮胎用胶粉,沥青改性用胶粉、塑料用胶粉、建材用胶粉等胶粉系列产品。徐僖院士告诉记者,利用固相力化学反应器的常温固相剪切和三维应力场作用,通过调控挤压、剪切力等条件,便可在常温下将废弃橡胶粉碎制成微米级的脱硫胶粉;再把脱硫胶粉与其它材料掺混,即可用于道路工程和沥青铺设、橡塑制品、体育运动地面材料、建筑材料和农用材料等领域。

用胶粉改性沥青铺没的公路与普通路面相比,可延长使用寿命1~3倍,降低噪音50%~70%,提高路面的耐热,耐寒性,增强防滑性,进而缩短刹车制动距离,提高道路安全系数。今后l0年是我国公路大发展时期,光是高速公路建设每年就要使用500万吨以上的高性能道路沥青。如果采用国产胶粉改性沥青,可为国家节约大量外汇。

据介绍,目前韩国已发明了由胶粉、沙子、水泥等制成的铁路轨枕,这种轨枕具有抗冲击和耐腐蚀等优点,并能减少火车行驶的噪音和震动,该技术已获得美国专利。此外,在美国、加拿大、日本、波兰及南美等地,铁路岔道口已开始大量采用胶粉铺面板取代传统混凝土铺面。这种胶粉铺面板使用寿命长,还可降低载重车辆对路面的冲击,减震降噪,而且是良好的绝缘材料。


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