高導(dǎo)熱、強(qiáng)耐腐、耐磨聚合物管材可望替代金屬管材用于各種熱交換和能量回收領(lǐng)域,受到國內(nèi)外學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的長期關(guān)注。然而,現(xiàn)有導(dǎo)熱聚合物復(fù)合材料的導(dǎo)熱率低,不能滿足高效熱交換的使用需求。同時,填充型導(dǎo)熱聚合物復(fù)合材料存在導(dǎo)熱性能、力學(xué)性能和加工性能的“魔三角”關(guān)系。大量導(dǎo)熱填料的填充雖然能夠提高復(fù)合材料的導(dǎo)熱率,但會不可避免的導(dǎo)致力學(xué)性能和加工性能大幅度下降,通常難以獲得可以工業(yè)應(yīng)用的高導(dǎo)熱復(fù)合材料。
杭州師范大學(xué)李勇進(jìn)教授與江蘇新成碳合新材料科技有限公司合作,經(jīng)過多年堅持不懈的努力,通過材料、設(shè)備和工藝的集成創(chuàng)新,實現(xiàn)超高填充熱塑性聚合物復(fù)合材料(填充率超過70wt%)的工業(yè)制備與應(yīng)用。開發(fā)材料的導(dǎo)熱率高(管材厚度方向?qū)岢^10W/mK)、力學(xué)性能優(yōu)異(管材耐壓超過3.0MPa)、質(zhì)輕(密度小于1.9 g/cm3)、耐磨(摩擦系數(shù)僅為0.2)且耐化學(xué)腐蝕。超高填充導(dǎo)熱聚合物復(fù)合材料可熱塑加工,擠出各種規(guī)格的導(dǎo)熱管材(圖1)。由該導(dǎo)熱管材制成的導(dǎo)熱熱交換設(shè)備(圖2)已進(jìn)入市場,并得到多家用戶的肯定。
圖1 超高填充聚合物導(dǎo)熱管 圖2 由導(dǎo)熱聚合物管制備的換熱器
日前,江蘇省工業(yè)和信息化廳在常州市組織召開了該高導(dǎo)熱強(qiáng)耐腐聚合物復(fù)合材料及其管材的新產(chǎn)品鑒定會。鑒定委員會由包括中國科學(xué)院院士和中國工程院院士在內(nèi)的11位材料、傳熱、熱能、能源化工等領(lǐng)域的著名專家組成,鑒定委員會聽取了產(chǎn)品研制工作總結(jié)、技術(shù)總結(jié)等匯報,審閱了查新報告、檢測報告、用戶報告等相關(guān)資料,察看了產(chǎn)品和生產(chǎn)現(xiàn)場。鑒定委員會認(rèn)為,該產(chǎn)品屬國內(nèi)首創(chuàng),其制備技術(shù)和產(chǎn)品主要性能均處于國際領(lǐng)先水平。這一產(chǎn)品的投產(chǎn)應(yīng)用將有助于實現(xiàn)我國熱交換器行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級,為我國節(jié)能和環(huán)保產(chǎn)業(yè)貢獻(xiàn)力量。同時,鑒定委員會建議加快擴(kuò)大產(chǎn)品的應(yīng)用,并持續(xù)追蹤評價熱交換器的工程應(yīng)用性能,為高導(dǎo)熱聚合物管的大規(guī)模應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。
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