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      新的聚合物制造方法可節(jié)省大量能源
      
			
      
				2019-10-11 10:43:46
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			  來(lái)源：
			
      
		
      
				
		
      
			
      伊利諾伊大學(xué)的研究人員開發(fā)了一種新的聚合物固化工藝，與目前的制造工藝相比，該工藝可以減少所需的成本，時(shí)間和能源。
      

      周三發(fā)表在《自然》雜志上的研究結(jié)果僅需要從小型熱源快速接觸即可通過(guò)聚合物傳遞級(jí)聯(lián)的硬化波，這可能使需要堅(jiān)固，輕便和耐熱零件的汽車，飛機(jī)和公共汽車的制造商受益。
      

      新的聚合物制造方法可節(jié)省大量能源
      

      根據(jù)這項(xiàng)研究，新的聚合工藝所消耗的能源要少10個(gè)數(shù)量級(jí)，并且在當(dāng)前制造工藝中可以減少兩個(gè)數(shù)量級(jí)的時(shí)間。
      

      該大學(xué)的航空工程學(xué)教授和該論文的主要作者斯科特·懷特(Scott White)說(shuō)：“用于制造飛機(jī)和汽車的材料具有出色的熱性能和機(jī)械性能，但是制造過(guò)程在時(shí)間，能源和環(huán)境方面都非常昂貴。” “我們的目標(biāo)之一是減少開支并提高產(chǎn)量。”
      

      以飛機(jī)組裝為例。懷特說(shuō)，對(duì)于美國(guó)一家主要生產(chǎn)商而言，僅固化一架大型商用客機(jī)的一部分的過(guò)程就將消耗96,000千瓦時(shí)的能源，并產(chǎn)生80噸以上的二氧化碳，具體取決于能源的來(lái)源。
      

      根據(jù)美國(guó)能源信息署的數(shù)據(jù)，這大約相當(dāng)于一年為九座普通房屋供電的電量。
      

      懷特說(shuō)：“客機(jī)制造商使用直徑約60英尺，長(zhǎng)約40英尺的固化爐。它是一個(gè)令人難以置信的龐大結(jié)構(gòu)，里面裝有加熱元件，風(fēng)扇，冷卻管和各種其他復(fù)雜的機(jī)械。”
      

      懷特說(shuō)，在大約24小時(shí)的周期內(nèi)，通過(guò)一系列非常精確的步驟，溫度升高到了大約176攝氏度，這是“非常耗能的過(guò)程”。
      

      研究人員提出，他們可以控制化學(xué)反應(yīng)，以節(jié)省聚合物固化過(guò)程。
      

      該大學(xué)化學(xué)教授杰弗里·摩爾(Jeffrey Moore)說(shuō)：“樹脂的化學(xué)鍵中儲(chǔ)存了大量能量，可為該過(guò)程提供動(dòng)力。” “發(fā)現(xiàn)以適當(dāng)?shù)乃俾梳尫拍芰康姆椒?，不是太快，但不是太慢，是發(fā)現(xiàn)的關(guān)鍵。”
      

      懷特說(shuō)：“通過(guò)在聚合物表面的一個(gè)角上接觸本質(zhì)上是烙鐵的東西，我們可以引發(fā)級(jí)聯(lián)的化學(xué)反應(yīng)波，該波在整個(gè)材料中傳播。”
      

      懷特說(shuō)：“一旦觸發(fā)，反應(yīng)就利用焓或聚合反應(yīng)的內(nèi)能推動(dòng)反應(yīng)向前并固化材料，而不是外部能源。”
      

      研究小組證明，這種反應(yīng)可以在控制良好的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中生產(chǎn)安全，優(yōu)質(zhì)的聚合物。
      

      他們認(rèn)為該工藝可適應(yīng)大規(guī)模生產(chǎn)，因?yàn)樗c常用的制造技術(shù)(如模壓，壓印，3-D打印和樹脂注入)兼容。
      
			

			
        
      
			
      
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