磁流变脂材料及其应用研究进展

智能材料是指在磁场、电场、应力等环境变量作用下性能可控的新型功能材料,是继天然材料、合成高分子材料、人工设计材料之后的第四代材料.磁流变材料是一种重要的场响应型智能材料,主要成分为磁性颗粒和非磁性基载液,其物理和流变特性受磁场影响,并且具有优异的可控性,这种特性使磁流变材料受到学者的广泛关注,在科学与工程领域拥有良好的应用前景.近年来出现的磁流变材料包括磁流变液、磁流变脂和磁流变弹性体等,目前磁流变液的研究与应用较为广泛,磁流变液可通过外部磁场进行调控,流变性质在几个数量级上表现出阶跃性和可调性的变化,可以在几毫秒内从类流体转变为类固体状态.在零磁场强度下,磁流变液的行为类似于非牛顿流体,具体特性取决于磁流变液的自身组分,通常表现出具有屈服应力的宾汉塑性流体行为.磁流变液可以在阻尼器、减震器和离合器等领域提供半主动控制,但沉降问题一直制约着磁流变液的发展.磁流变脂以润滑脂为基载液,润滑脂的特殊结构能够有效改善磁流体的沉降稳定性,因此在磁流变器件应用领域展现出显著优势.本文从磁流变脂制备、流变特性、磁流变脂器件及其潜在应用这四个方面综述了磁流变脂材料及其应用研究进展,针对磁流变脂的材料特性和实际应用展开讨论,与磁流变液进行相应的比较,并对磁流变脂作为润滑材料的发展趋势进行了展望.     

氯丁橡胶乳液聚合的优化控制

针对乳液法生产氯丁橡胶(CR)采用国产23.5 m3搪瓷聚合釜的工艺特点,阐述了在生产过程中影响产量、质量、安全和环保等方面所存在的问题,利用先进的控制理念、人工智能与传统的自动化控制(智能自动化)相结合,提高和稳定了产品的产量、质量,达到了保护环境和安全生产的目的。     

氯丁橡胶乳液聚合的优化控制

针对乳液法生产氯丁橡胶(CR)采用国产23.5 m~3搪瓷聚合釜的工艺特点,阐述了在生产过程中影响产量、质量、安全和环保等方面所存在的问题,利用先进的控制理念、人工智能与传统的自动化控制(智能自动化)相结合,提高和稳定了产品的产量、质量、保护环境和安全生产的目的。     

模糊算法在氯丁二烯合成生产中的应用

氯丁橡胶生产是以氯丁二烯单体经过乳液聚合生产胶乳,而氯丁二烯则是以乙炔法制备。乙炔二聚得到的乙烯基乙炔(MVA)与氯化氢(HCl)合成生成氯丁二烯(CD),国内其合成塔反应运行基于人工操作,劳动强度大且稳定性差。在自动控制方面,设计了三维模糊(Fuzzy)控制器,与传统的PID串级控制相结合,实现了合成反应塔的优化控制。     

热诱导熔接聚氨酯/聚二甲基硅氧烷防水透湿膜的制备及其性能优化

为提高纳米纤维膜的防水、透湿和力学性能,在聚氨酯(PU)纺丝液中添加无氟疏水剂聚二甲基硅氧烷(PDMS),采用静电纺丝法制备静电纺PU/PDMS防水透湿膜,并在此基材上采用静电喷雾法沉积PU/PDMS微球制备静电喷雾PU/PDMS防水透湿膜;利用热诱导工艺分别对静电纺PU/PDMS和静电喷雾PU/PDMS防水透湿膜进行热处理改性,研究了热处理温度和时间对其形貌、孔径分布、防水性能、透气透湿性能及力学性能的影响,并对其影响机制进行分析。结果表明：静电喷雾PU/PDMS防水透湿膜的防水透湿性能优于静电纺PU/PDMS防水透湿膜,但经热处理后由于膜内部产生更多粘连,导致孔隙率降低,防水透湿性能出现下降;热处理后静电纺PU/PDMS防水透湿膜的孔径大大降低,并使其串珠结构向蛛网结构转化,防水性能和力学性能显著提升,当加热温度为100℃,加热时间为90 min时,其水接触角达到144.7°,透湿率为5 666.7 g/(m²·d),透气率为9.91 mm/s,断裂强度为17.9 MPa,断裂伸长率为210.7%。     

热磁耦合作用下磁流变脂剪切稳定性及其机理

磁流变器件内部介质均面临热磁耦合、频繁剪切等复杂工况,剪切稳定性是磁流变介质实现持久服役的重要指标。本文以实验室制备的磁流变脂为研究对象,基于流变学、磁学性能分析结果探究了热磁耦合作用下磁流变脂剪切稳定性变化规律及其机理。研究结果表明,温度和磁场强度发生变化时,磁流变脂流变性能也发生了较为显著的变化。触变性分析与连续剪切结果显示热磁耦合作用下磁流变脂总体保持着较好的剪切稳定性,基载液润滑脂皂纤维结构和磁链的交互作用将会对磁流变脂剪切稳定性产生影响。在较低温度、较弱磁场强度下,皂纤维结构是磁流变脂流变学性能影响的主导因素,剪切稳定性良好;在较高温度、较强磁场强度下,皂纤维缠结程度降低而磁链强度增强,磁链结构在磁流变脂流变学性能影响中占主导因素,剪切稳定性良好;在从皂纤维影响占主导变化为磁链影响占主导过程中,皂纤维剪切破坏时磁性颗粒被释放出来,因磁场的影响,磁性颗粒无法及时分散至皂纤维内部,最终致使磁流变脂剪切稳定性变弱。     

浅析国产70 m3聚合釜PVC生产的自动控制

介绍国产70 m3聚合釜采用悬浮法生产PVC树脂的工艺特点,描述生产过程及其存在的问题;利用DCS系统实现优化控制,特别是提高设备生产率、减少辅助时间,实施了入料后过渡到恒温的最短时间控制;以及在恒温阶段滞后较大时采用无模型控制器,缩短消除干扰时间,确保反应温度偏差控制在±0.2 ℃以内,从而达到产量的提高,产品质量的稳定.     

循环流化床锅炉汽包水位的智能控制

在氯碱企业自备电厂循环流化床锅炉汽包水位的自动控制中引用了人工智能、自适应、模糊等先进的控制理念,设计并实施二维Fuzzy-PID混合控制,实现了热力锅炉汽包水位的智能控制,有效避免了蒸汽负荷变化、燃烧工况变化和供水压力变化对汽包水位的影响,锅炉汽包水位稳定在±10 mm(差压式水位测量)、±20 mm(电容式水位测量)以内(工艺要求±50 mm),实现了锅炉的安全运行。     

国产110m~3聚氯乙烯生产热水入料工艺优化控制

通过DCS系统实现了对聚合入料、热水升温、最短时间过渡过程控制、精确控制恒温阶段反应温度及聚合物后处理的辅助智能控制,从而使国产110m~3聚氯乙烯聚合生产实现了热水入料工艺,达到了提高和稳定产品产量、质量、安全和环保等方面的目的。