聚酯薄膜（精选12篇）
聚酯薄膜 篇1
纺织产业所用的纤维级聚酯又称涤纶,在各类化纤中,涤纶产量居于首位,占据了约80%的份额,全球每年各种废弃纺织品达3000万t。由于其在废弃物中占有较大的比重,且在自然条件下很难降解,对环境造成了威胁,近年来受到广泛关注[1]。
水溶性聚酯浆料(WSP)是针对含涤纱线而研发的浆料。根据“相似相溶”原理,WSP与涤纶含相同的官能团,即大分子链中都含有酯基,因而对涤纶具有较好的粘附性[2],易于上浆,且较易从纱线上退除,发展前景广阔。
本研究采用乙二醇醇解法降解聚酯面料得到对苯二甲酸乙二醇酯(BHET),并利用其合成水溶性聚酯浆料,实现了资源的回收利用。
1 实验部分
1.1 主要试剂与仪器
聚酯(PET)面料;乙二醇(EG);醋酸锌(ZnAC2);间苯二甲酸-5-磺酸钠(SIPA);二乙二醇(DEG);三氧化二锑(Sb2O3)。
电子天平(AR1530/C型),豪斯国际贸易有限公司;恒速搅拌器(S212型),上海申顺生物科技有限公司;调温电热套(PTHW型),上海越众仪器设备有限公司;水浴锅(W201B型),郑州长城科工贸有限公司;循环水式多用真空泵(SHB型),郑州长城科工贸有限公司;电热恒温鼓风干燥箱(DGG-9140A型),上海森信实验仪器有限公司;傅里叶红外变换光谱仪(FT-IR,Nicolet iS10型),赛默飞世尔科技(中国)有限公司;示差扫描量热仪(DSC,Q200型),沃特世科技(上海)有限公司;核磁共振波谱仪(1H-NMR,DRX-400型),瑞士布鲁克公司。
1.2 聚酯醇解
按m(PET)∶m(EG)∶m(ZnAC2)=100∶200∶0.2(质量比)称取反应物料,并对聚酯面料进行初步的剪碎处理。将EG、ZnAC2加入到装有搅拌器、冷凝管和温度计的四口烧瓶中,通入N2及冷凝水,加热,搅拌至ZnAC2完全溶解后,继续加热至196℃,加入聚酯面料。反应3h后,将反应混合液冷却,加入蒸馏水稀释,水浴加热至90℃后真空抽滤,取滤液冷却重结晶,干燥得到醇解产物[3,4]。
1.3 聚酯浆料的合成
聚酯浆料的合成需要经过酯化、酯交换和缩聚3个反应过程[5,6,7,8,9,10]。
将各反应物混合均匀后一次性加入装有蒸馏装置和温度计的四口烧瓶,打开加热套加热,开冷凝水,通入N2保护。加热到80℃时,反应物开始熔融,当温度上升至200℃左右时,反应体系中有气泡冒出,同时,蒸馏装置的承接瓶中接收到馏出液。反应终点的判断标准为气泡基本消失,承接瓶中液体的量不再增加。此时,关闭N2,接入真空泵抽真空,控制压强在0.020~0.045MPa,继续升高体系温度至250℃左右,体系中又开始有气泡冒出,抽真空反应1h左右后,气泡冒出速率极慢,基本可判断反应达到终点,关闭加热套与冷凝水,得到反应产物。
1.4 产物测试及表征
采用KBr压片法,利用FT-IR(Nicolet iS10型)对产物的分子结构进行测试分析;将醇解产物溶于二甲基亚枫(DMSO),在4000mHz的条件下进行1H-NMR分析;取5mg左右样品,放置于铝制样品池中对样品进行DSC分析,并放置空白样作为参照,升温速率10℃/min,温度范围25~250℃。
2 结果与讨论
2.1 降解产物的分析
2.1.1 产物的形态及颜色
4种不同颜色聚酯面料与其降解产物的对比如图1所示,降解产物为针状至粉末状晶体,降解产物的颜色会受面料中染料颜色的影响。
2.1.2 降解产率
按式(1)计算醇解产率(Y),4种聚酯面料降解产率汇总如表1所示。
式中,WPET为反应初始聚酯面料的投入质量,g;WBHET为醇解产物的质量,g。
从表1中可看出,4种不同聚酯面料的产率都在63.53%~77.44%之间,说明EG醇解聚酯面料的产率较高,这证明了聚酯面料具有较高的回收利用价值。而4种面料降解产率都有所不同,分析其原因,主要是受面料中染料种类及含量不同的影响。
2.1.3 FT-IR分析
由降解产物的FT-IR谱图(图2)可以看出,降解产物在3429cm-1处显示了醇羟基的结构;在1714cm-1左右的吸收峰代表酯基;在1500~1370cm-1之间出现了3个尖锐的吸收谱带,分别位于1500~1450cm-1和1300cm-1处,代表苯环上的氢,显示了苯环结构。这说明产物的主要官能团与BHET的主要官能团相对应[11]。图中4种聚酯面料降解产物的特征峰基本一样,说明4种聚酯面料的降解产物含有相同的特征官能团。由此可得出,对不同颜色的聚酯面料进行降解,其降解产物的颜色会受染料的影响而有所不同,但产物的分子结构并未受到明显影响。
(a:面料1;b:面料2;c:面料3;d:面料4)
2.1.41H-NMR分析
图3为降解产物的1H-NMR谱图,其中化学位移δ=8.1×10-6处的信号峰表示芳香氢,表明醇解产物结构中含有苯环结构;δ=4.9×10-6处信号峰表示羟基上的氢,δ=4.3、3.7×10-6处信号峰分别表示COO—CH2和CH2OH中亚甲基上的氢,1H-NMR谱图中谱峰面积与信号峰对应的质子数成正比。结合红外光谱分析结果可知,醇解所得产物主要为BHET单体。
2.1.5 DSC分析
降解产物的DSC曲线(图4)显示在110.42℃有一个尖锐的吸收峰,这与BHET的熔点110℃相吻合[12],再次证实了所得降解产物为BHET。
2.2 物料比对聚酯浆料相关性质的影响
2.2.1 水溶性单体SIPA用量的影响
水溶性单体SIPA的用量会直接影响到浆料的水溶性,在m(BHET)∶m(DEG)=10∶1的条件下,改变SIPA的用量,测定其水溶性。浆料为脆性固体,由表2可知,随着SIPA用量的增加,其颜色逐渐加深。在水溶性方面,浆料均不溶于冷水,而当SIPA的用量增加到BHET用量的24%时,浆料可部分溶于95℃热水,且随着SIPA用量的增加,其在热水中的水溶性变好,溶解速率也变快。因此可判断,要提高聚酯浆料的水溶性,可通过增加SIPA的用量来实现。
2.2.2 柔性单体DEG用量的影响
在SIPA用量一定的情况下,探究柔性单体DEG的用量对聚酯浆料性能的影响,物料配比如表3所示。6种浆料磨碎后,各取0.3g,依次加入95℃、60mL热水中,测量其完全溶解于水中所需的时间,以比较DEG用量对浆料水溶性的影响,结果如表4所示。由表可知,随着DEG用量的增加,浆料的溶解时间变短,说明其水溶性变好,这是因为DEG的加入在一定程度上破坏了聚酯分子的结构规整性,使分子中非结晶区变多,因此水分子较易渗入聚酯内部,加速了聚酯分子在水中的溶胀,使其溶解性变好[9]。
图5为DEG用量不同时6种聚酯浆料的FT-IR谱图,在3500cm-1处显示了—OH结构的特征吸收峰,为聚酯分子链端上的羟基;2800cm-1处为苯环上—C—H结构的吸收峰;1726cm-1处显示了酯基结构上C=O基团的特征峰;1275~1024cm-1范围内存在较强的吸收谱带,为S=O的振动产生的吸收峰,证实产物分子中存在—SO3Na结构,与SIPA中的磺酸基团相对应。
从图5可看出,6种聚酯浆料的FT-IR谱图基本一样,可知随着DEG用量的增多,浆料的水溶性变好,但其分子结构并未受到明显影响。
对浆料0*—5*进行DSC分析,以探究DEG用量对浆料玻璃化温度(Tg)的影响。由图6可看出,浆料的DSC图中并无尖锐的吸收峰,6种浆料的玻璃化温度无明显差别,由此可推测合成的浆料为非晶体,无固定熔点,且DEG用量对浆料玻璃化温度无影响。
(a:0*;b:1*;c:2*;d:3*;e:4*;f:5*)
3 结论
通过FT-IR、1H-NMR和DSC分析,发现颜色不同的聚酯面料,其降解产物分子结构相同,并证实了降解产物为BHET。
(2)加入水溶性单体SIPA和柔性单体DEG,与聚酯降解产物BHET一起通过酯化、酯交换、缩聚反应可合成水溶性聚酯浆料。
(3)随着SIPA含量的增加,聚酯浆料的水溶性增强,当其用量为BHET用量的24%时,聚酯浆料完全溶于95℃热水。
(4)DEG含量的增多会使聚酯浆料水溶性变好,但DEG含量不会影响聚酯浆料的分子结构及玻璃化温度。
摘要：采用乙二醇醇解法降解4种不同颜色的聚酯面料,得到4种不同颜色的晶体产物。对降解产物进行傅里叶红外光谱(FT-IR)、核磁共振氢谱(1 H-NMR)和示差扫描量热(DSC)等测试分析,发现不同颜色的降解产物分子结构相同,并证实了降解产物为对苯二甲酸乙二醇酯(BHET)。将降解产物BHET作为主要原料,引入水溶性基团间苯二甲酸-5-磺酸钠(SIPA)与柔性基团二乙二醇(DEG),经由酯化、酯交换、熔融缩聚等反应,制备了水溶性聚酯(WSP)。分别改变SIPA及DEG的用量,发现随着SIPA及DEG用量的增加,WSP水溶性增强,DEG用量对WSP分子结构及玻璃化温度(Tg)并无明显影响。
关键词：废弃聚酯面料,水溶性聚酯,对苯二甲酸乙二醇酯,水溶性
参考文献
[1]Duque-Ingunza I,López-Fonseca R,Rivas B D,et al.Process optimization for catalytic glycolysis of post-consumer PET wastes[J].Journal of Chemical Technology&Biotechnology,2014,89(1):97-103.
[2]金恩琪,李曼丽,张晓兰.水溶性聚酯浆料发展现状浅析[J].轻纺工业与技术,2015(2):28-30.
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[5]王强,范雪荣,张玲玲,等.水溶性经纱上浆聚酯浆料的合成[J].精细石油化工,2002(1):45-48.
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[7]马清芳,程贞娟,秦伟明,等.水溶性聚酯的制备及其性能[J].纺织学报,2007,28(6):20-22.
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[12]López-Fonseca R,Duque-Ingunza I,Rivas B D,et al.Chemical recycling of post-consumer PET wastes by glycolysis in the presence of metal salts[J].Polymer Degradation&Stability,2010,95(6):1022-1028.
聚酯薄膜 篇2
1、电容在电路中一般用“C”加数字表示（如C13表示编号为13的电容）。电容是由两片金属膜紧靠，中间用绝缘材料隔开而
组成的元件。电容的特性主要是隔直流通交流。电容容量的大小就是表示能贮存电能的大小，电容对交流信号的阻碍作用称
为容抗，它与交流信号的频率和电容量有关。
容抗XC=1/2πf c(f表示交流信号的频率，C表示电容容量)
电话机中常用电容的种类有电解电容、瓷片电容、贴片电容、独石电容、钽电容和涤纶电容等。
2、识别方法：电容的识别方法与电阻的识别方法基本相同，分直标法、色标法和数标法3种。电容的基本单位用法拉（F）表
示，其它单位还有：毫法（mF）、微法（uF）、纳法（nF）、皮法（pF）。
其中：1法拉=103毫法=106微法=109纳法=1012皮法
容量大的电容其容量值在电容上直接标明，如10 uF/16V
容量小的电容其容量值在电容上用字母表示或数字表示
字母表示法：1m=1000 uF 1P2=1.2PF 1n=1000PF
数字表示法：一般用三位数字表示容量大小，前两位表示有效数字，第三位数字是倍率。如：102表示10×102PF=1000PF 224表示22×104PF=0.22 uF3、电容容量误差表
表2 电容容量误差表
符号FGJKLM
允许误差 ±1% ±2% ±5% ±10% ±15% ±20%
如：一瓷片电容为104J，表示容量为0.1 uF、误差为±5%。
薄膜电容的种类可以从原理上分为：有感和无感；从材料上可以分为：CBB电容（聚乙烯），涤纶电容。
各种电容的优缺点及用途
无感CBB电容
制作工艺： 2层聚丙乙烯塑料和2层金属箔交替夹杂然后捆绑而成。
优点： 无感，高频特性好，体积较小
缺点： 不适合做大容量，价格比较高，耐热性能较差。
用途：耦合/震荡，音响，模拟/数字电路，高频电源滤波/退耦
有感CBB电容
制作工艺： 2层聚乙烯塑料和2层金属箔交替夹杂然后捆绑而成。
优点： 有感，高频特性好，体积较小
缺点： 不适合做大容量，价格比较高，耐热性能较差。
用途：耦合/震荡，模拟/数字电路，电源滤波/退耦
薄膜电容
其结构和纸质电容相似，但用聚酯，聚苯乙烯等低损耗塑料材作介质，频率特性好，介电损耗小，不能做成大容量，耐热能力差，用于滤波器、积分电路、振荡电路、定时电路等。
（1）聚酯（涤纶）电容（CL）
电容量：40p-4u
额定电压：63-630V
主要特点：小体积，大容量，耐热耐湿，稳定性差。
用于：对稳定性和损耗要求不高的低频电路。
（2）聚苯乙烯电容（CB）
电容量：10p-1u
额定电压：100-30KV
主要特点：稳定，低损耗，体积较大。
用于：对稳定性和损耗要求较高的电路。
（3）聚丙烯电容（CBB）
电容量：1000p-10u
额定电压：63-2000V
主要特点：性能与聚苯乙烯相似，但是体积小，稳定性略差。
用于：代替大部分聚苯乙烯或云母电容，用于要求较高的电路。
塑料薄膜电容器Plastic Film Capacitor
种类 Polyester 聚乙烯
Metallized Polyester 金属化聚乙烯
Polystrene 聚乙脂
电容值范围 0.001-0.47uf / 0.01-10uf / 100-10000pf
额定电压范围 50/100/200/400V 50/100/250/400/630V 50/100/125/250/500V 容值误差范围 J, K, M / G, J, K / K(>0.01uf),M(<0.01uf)
温度范围-40℃--+85℃ /-40℃--+85℃ /-40℃--+85℃
损失角(1KHz)<=0.006 / <=0.01 / <=0.001
Withstand Voltage 200% 1 Min.175% 3 Sec.Inductive / 代号
No/Yes, PEN(Red)/PEI(Green)No / MPE(Red)No / PS
金属化聚丙烯 Metallized Polypropylene
种类 Polypropylene 聚丙烯
Metallized Polypropylene 金属化聚丙烯
电容值范围 0.001-0.68uf / 0.01-3.3uf / 0.001-0.47uf
额定电压范围 50/100/250/400/630/1000V 100/250/400/630V 250/275VAC 容值误差范围 J, K, M / G, J, K / K(>0.01uf),M(<0.01uf)
温度范围-40℃--+85℃-40℃--+85℃-40℃--+85℃
损失角(1KHz)<=0.0008 / <=0.001 / <=0.001
津津有味嚼“薄膜” 篇3
20世纪60年代起，塑料薄膜进入全盛时期。然而，作为食品包装材料来说，塑料薄膜还存在着毒性和公害问题。尤其是它不能吃，价格又随着石油行情而波动，因此国际包装市场热切盼望一种新“星”诞生。1973年底，日本终于捷足先登，首次将成果公布于众。
“新薄膜”是用无色无味的白色粉末作材料，以塑料工业通用的造膜设备，吹制或拉伸而成，厚度可薄到几个微米。这种薄膜表面光洁、透明无暇，食用的安全性能媲美于糯米纸和肠衣，人们称之“食用薄膜”。这种作为包装材料的食用薄膜即使被扔在街头巷尾，也会奇妙地自行消失，不必有劳清洁工人。
食用薄膜之所以引人注目，关键在于它使用的原料既非橡胶或石油，也非其他任何化工品，而是我们生活里司空见惯的食物——淀粉。
谈起用淀粉制薄膜作为包装材料，人们很自然地会想起米纸。还在1902年，就有人把湿淀粉涂于板面烘干后剥下来，做成可供食用的“米纸”。这种米纸最初用于药品包装。后来扩大到食品行业，至今，我们见到的高级糖果里还有垫着米纸的。但米纸色泽浑浊、质地脆弱。这点先天不足竟断送了它的前程，随着岁月的消逝，米纸在全球将逐渐销声匿迹。
新的食用薄膜，原料仍然是淀粉，何以其性能却比米纸强百倍呢?奥秘就在于所用的淀粉原料是经过良好改性的，自然界大部分植物的种子(如稻、麦、玉米)或块根块茎(如甘薯、马铃薯)，都含有丰富淀粉。组成淀粉的元素是碳、氢、氧，所以是碳水化合物。它是由葡萄糖单体分子聚合而成。通过化学法或酶制剂矫正原有的物理性质，以符合各种工艺的特殊要求。
近年来，随着生物化学的巨大进展，利用酶法改良淀粉日趋广泛。自1949年起，人们从酵母细胞的抽提液中首次偶然发现了一种“异淀粉酶”，它能使淀粉的分支发生彻底变化，以后人们又从高等植物及其他微生物中相继分离出这种酶。
食用薄膜以玉米、马铃薯等淀粉作为原料，借助新型异淀粉酶的威力，使之经酯化、醚化或酰化后，其衍生物就是食用薄膜的直接加工材料。另外，这种改性淀粉还可以通过添加各种对食用无妨碍的性能改良剂来进一步提高制品的强度、抗老化性能和可塑性等。
据研究人员发现，食用薄膜的水溶性可以任意控制，而对食用无影响。它在人体内并不完全为消化器官分解吸收，因此有希望制成时髦的淀粉类低热量食品，胖人和担忧肥胖症者无须忐忑不安。
此薄膜的原料是淀粉，由葡萄糖分子组成，所以纵然变成包装的废弃物也会被水、土壤微生物或其他微生物迅速“吃”掉。焚烧这种废弃物也不会有有毒气体释放，不会污染环境。
淀粉薄膜的原料资源广阔，随着技术的发展，成本有可能进一步降低。它不但能封热、能印刷、能阻隔氧气，还能压铸成型……几乎集中塑料的全部优点，所以被誉为“包装中骄子”。
近年来，随着宇宙的开发和航空业的发展，专家们用它分装成细小颗粒和粉末状食物，从事宇宙行业的太空旅客可以连袋嚼吃，打破目前此类食物禁止携上飞船的规章，为宇航旅途中单调的菜单增添新的花色品种，难怪西方一些国家宇航局对淀粉薄膜特别垂青。(文章代码：0819)
聚酯薄膜 篇4
纳米二氧化钛具有无毒、化学性质稳定、耐酸碱、耐光化学腐蚀、无致敏性、无刺激性、全面防护紫外线、光催化活性等特点, 在环保、能源、汽车、涂料、化妆品等领域广泛被应用。而且成为光催化剂研究的热点[1,2,3,4,5], 而二氧化钛粉体存在易失活、易凝集、难回收等缺点, 需要靠负载 (如墙面、木材、混凝土等) 技术加以解决[6], 在一定程度上会影响催化剂原有的特性, 导致光催化活性降低。若采用纳米Ti O2薄膜作催化剂, 则可避免这些问题。但目前采用溶胶-凝胶法制备的溶胶中主要是有机水解产物, 是因为所选用的配方中水 (水相对不足) 与钛酸丁酯的摩尔比一般小于4, 钛酸丁酯水解不充分。需要高温热处理才能获得具有光催化活性的锐钛矿晶型二氧化钛[7,8,9]。本文用过量的水, 使钛酸丁酯充分水解, 直接生成了含有Ti O2粒子的溶胶。该溶胶在太阳光照射下使罗丹明B溶液完全褪色, 具有光催化活性, 可直接用于光催化。同时实验制备了纳米二氧化钛薄膜和多孔薄膜, 并对其进行了分析和表征。
2 实验
本实验所用的钛酸丁酯[Ti (OC4H9) 4]、无水乙醇、盐酸 (用于延缓钛酸丁酯强烈水解的抑制剂[10,11]) 和丙酮均为分析纯。实验中, 量取去离子水10m L加入烧杯中, 再加入1m L盐酸形成A溶液。将8m L无水乙醇和3m L钛酸丁酯混合形成B溶液。高速搅拌A溶液的同时, 用酸式滴定管将B溶液滴定加入到溶液A中, 每秒约1滴, 最终可得到淡黄色的透明溶胶C, 静置一定时间后备用。在25m L溶胶C中添加PEG (1000) 成孔剂0.75g, 继续搅拌1h得到溶胶D, 静置一段时间后备用。
采用旋转涂膜法将所制的溶胶涂膜, 把经过预处理的玻璃衬底固定在KW-4A型匀胶机上, 转速调整为3000r/min, 涂膜时间为25s, 在载玻片表面形成一层均匀的Ti O2凝胶。将其在100℃下干燥15min, 然后继续涂下一层膜, 直到需要的层数为止。最后, 把载有凝胶的载玻片放入高温炉中升温至500℃退火2h, 自然冷却至室温, 得到Ti O2薄膜及Ti O2多孔薄膜。
本实验利用Rigaku D/Max-2000 X-射线粉末衍射仪、原子力显微镜、紫外可见光谱仪等, 对二氧化钛的结构、Ti O2薄膜和多孔薄膜的表面形貌、紫外——可见光谱及光催化性能等进行表征和分析对比。
3 结果与讨论
3.1 XRD测试结果分析
将所得溶胶C和加有PEG (1000) 的溶胶D干燥后, 均经过500°C空气中退火2h后得到的粉体分别进行X射线衍射分析, 对应的XRD衍射图谱见图1中的c和d。从XRD图谱中可以看出制作Ti O2薄膜的粉体和制作Ti O2多孔薄膜的粉体对应的XRD图谱基本形同, 均在2θ=25°, 38°, 48°及55°附近分别出现了锐钛矿的特征衍射峰, 分别对应锐钛矿晶相的 (101) , (004) , (200) 和 (211) 面[12];在2θ=31°附近出现了板钛矿特征衍射峰[13], 对应板钛矿相的 (211) 面;在2θ=27°和36°附近分别出现了金红石相的衍射峰, 对应金红石相的 (110) 及 (101) 面。XRD分析结果表明, 本实验制得的Ti O2粉末均以锐钛矿相为主, 含有少量板钛矿相和金红石相。由此可见相同条件下制备的薄膜当中也主要是含有锐钛矿相的二氧化钛。
3.2 薄膜表面形貌
溶胶经旋转涂膜后, 所得薄膜样品是平整均匀的, 呈透明状。图2为利用原子力显微镜观察的Ti O2薄膜和Ti O2多孔薄膜的表面形貌分别为a和b (均镀5层膜) , 从图中可以看出Ti O2薄膜上粒子分布比较均匀, 基本上没有团聚现象。而Ti O2多孔薄膜上基本上看不出粒子分布情况, 在薄膜上出现了很多均匀分布的不规则的小孔, 这是由于PEG是一种高分子添加剂, 经过高温灼烧后可以去除, 从而在薄膜中留下许多小的孔洞[13]。通过薄膜的AFM照片面粗糙度分析可知, Ti O2薄膜表面平均粗糙度为17.20nm, Ti O2多孔薄膜的表面平均粗糙度为1.55nm。
3.3 薄膜的UV/vis吸收谱
图3为200~800nm范围内, Ti O2薄膜及多孔薄膜 (均涂膜5层) 的UV/vis吸收谱。可以由跃迁电子所吸收光线的能量, 计算锐钛矿晶体的禁带宽度Eg。在图3中, 对吸收边曲线进行线性拟合, 横坐标上的截距即为吸收边的波长, 分别为323.6nm和340.2nm, 相对于块状锐钛矿晶体 (Eg=3.2e V) 的吸收边的波长387.5 nm, 出现大幅度的“蓝移”[1];
由量子尺寸效应理论可知, 当纳米材料的粒径越小, 激发态能量越大, 其带隙越宽, 吸收带边“蓝移”量越大, 量子尺寸效应就越明显[14]。所以该样品中的锐钛矿晶体呈现量子尺寸效应, 即该实验所得到的2种Ti O2薄膜均是具有纳米尺寸的微粒构成的。
且由UV/vis吸收谱可见Ti O2多孔薄膜的“蓝移”程度比Ti O2薄膜的大, 这是由于多孔薄膜中纳米材料的粒径更小, 与薄膜的AFM面粗糙度分析结果一致。
3.4 薄膜的UV/vis透射谱
图4为300~800nm范围内, Ti O2薄膜及多孔薄膜 (均涂膜5层) 的UV/vis透射谱。从图中可以看出, 从300nm开始, 2条谱线透射率均开始上升, 而Ti O2多孔薄膜的透射率比Ti O2薄膜的高, 且透射峰值的位置也不同。由于多孔薄膜添加了PEG, 改变了薄膜的纳米孔径尺寸, 从而影响了薄膜的透射性。
3.5 光催化性能
图5为Ti O2薄膜和多孔薄膜催化降解罗丹明B的分解率与时间的变化关系曲线。从图5中可以看出:Ti O2薄膜及其多孔薄膜对罗丹明B的降解率都随着光催化时间的增大在增大, 多孔薄膜使罗丹明B溶液的脱色率增大的快。由图可见, 在5h内, 二氧化钛薄膜和Ti O2多孔薄膜光催化罗丹明B溶液的脱色率分别是13.9%和48.5%。可见Ti O2多孔薄膜对罗丹明B溶液的催化性优于Ti O2薄膜。这是由于多孔薄膜孔径尺寸小, 提高了比表面积, 增大了与光的接触面, 提高了光的利用率, 从而使薄膜的催化性能得到优化。
4 结论
薄膜流研究进展 篇5
班级：机械工程专硕1班 学号：6160805020 姓名：程帅
摘要：液体在重力作用下以薄层形式沿壁面向下流动，称为液体薄膜流。它具有小流量、小温差、高传热传质系数、高热流密度、结构简单、动力消耗小等独特优点，己作为一项高效传热传质技术在化工、能源、航天、石油、制冷、电子等许多工业领域得到了广泛应用。本文介绍了非牛顿流体层流降膜流、新型薄膜覆盖材料、薄膜流涎机。正是由于实际应用的重要性和迫切性，在液体薄膜流的水动力过程和传热传质特性力一面，近几十年来开展了大量的深入研究。本文通过全面阐述液体薄膜流动和传热特性的研究现状，分析目前研究中存在的问题与不足，为未来研究提供借鉴。
关键词：液体薄膜流、非牛顿流薄膜流、新型薄膜覆盖材料、薄膜流涎机
1.液体薄膜流表面特征
对于液膜沿倾斜壁或垂直管壁向下流动的情形，从实验上观察到三种不同的流动状态:当Re=4T/v<20~30(T为单位湿周的体积流率，v为流体的运动粘度)，流动为层流，膜表面呈平滑状态且膜厚为常数;当200
(a)波峰高度/底层厚度=2.8(b)波峰高度/底层厚度=3.68 图1不同波峰高度/底层厚度比下的流动特性，R=600
大多数模拟结果显示:在孤立波内存在与主流方向相反的回流区，而在其周围的微波内不存在回流区(图1)。回流区的存在，加快了界面处和膜内冷热流体的混合，在一定程度上加强了传热效果，而且，液体表面波的存在，尤其是大孤立波，可有效地喇氏平均液膜厚度，.这些特征可以从理论上解释在波动膜状态下具有强传热传质速率的机理。
2、非牛顿流薄膜流
2.1非牛顿流体层流降膜流
非牛顿流体层流降膜流中质量传递过程.实验系采用温壁塔测定二氧化碳在高分子水溶液中吸收速率。这些溶液符合幂律模型.实验证明非牛顿幂律流体降膜流中考虑速度分布的微分方程精确解是正确的;对拟塑性流体,用无因次长度Z<0.1作为渗透论适用范围的判据是合适的，而精确解则不受此范围的限制。
首先，理论研究方面，液膜表面波动具有三维特征，在传热特性的理论研究中，通常假设液膜为二维流动，且表面无波动和界面切应力保持不变，这与实际的三维波动液膜表面和沿流动方向不断减小的切应力存在一定的差距;而且，影响传热特性的因素种类繁多，如何从理论上进一步完善物理模型有待探讨。其次，实验研究方面，目前所得液膜厚度和传热特性实验关联式间相差较大，实验数据 相对缺乏，建立合理的简化的物理模型或寻求适合工程应用的实验关联式，这也值得进一步深入研究。
2.2流延带的材料
最早用以制造流延带的材料是纯铜。纯铜有良好的延展性，有利于加工成无端带;铜带在使用过程中的变形可用辊压法展平。因纯铜对一般成膜溶液不具有良好的化学稳定性，同时铜带表面的光洁度和平面度不够高，不适于直接在其表面上流延薄膜，而需先在其表面上流延一定厚度的镜面层，在此镜面层上再流延薄膜。镜面层只能使用一定的期限，这样就增加了生产过程的复杂性，又降低了设备的生产能力。虽然如此，由于镜面层的质量改进和用期的延长，仍可见到使用铜带的报道。目前广泛使用的流延带是不锈钢无端带。薄膜和塑料工业的发展要求提高流延带的物理和化学性能。用以制造流延带的不锈钢材应有高的机械强度和硬度(抗拉强度9(Y一100kg/mm2，表面硬度Hd300^-320)，以保证在正常操作张力下不产生变形并且有高的抗擦伤能力;应能易于加工，使之达到镜面光洁度;同时对于成膜溶液应有高度的稳定性。18/8型不锈钢的某些品种(例如AISI304冷轧带材)可以满足这些要求。经过特殊机械加工制成的不锈钢流延带，可达到高度的厚度均一性和获得峰到谷的平均高度值小于0.1微米的镜面。因此，可以直接在这样的带的表面上流延薄膜。国外还制造纯镍带。镍具有高的腐蚀抵抗力，亦不需要中间层，物料可直接在其表面上流延。
牛顿型流体薄膜流中的物质传递与热传递在吸收器、蒸馏塔、薄膜反应器、蒸发器以及吸收式致冷机中的广泛应用，已为人们所熟知。近年来发现，非牛顿流体薄膜流中的传质和反应对于高分子加工、发酵液、生物制药等领域，其潜在的应用也十分广泛。特别是扩散系数的测定，由于非牛顿流体只有在其流动受剪的情况下才显示其特性，所以，一般的非流动情况下扩散系数的测定技术似乎难以利用。因此，对非牛顿薄膜流中的传质和传热加以研究就显得十分必要。
3.薄膜流的应用
新型薄膜覆盖材料的研究和开发是我国设施农业的重要研究方向。根据我国的国情,为满足市场需求,本文在国内首次提出采用日产的明净华涂层薄膜作为我国设施农业的保温覆盖材料。基于材料本身多方面优异性能,研究其在国内设施农业方面的应用前景。通过对新型薄膜覆盖材料的性能分析及其应用效果的研究，在理论和实践两方面加以验证。理论上推论出其具有良好的保温效果,并在后面的应用效果中得到证实。在应用效果上,只对棚内种植番茄 2 的叶数、株高、茎粗、产量、果实等进行了测试和比较分析,作物生长受到光照、温度、水分、肥料、空气等影响。实验在尽量保持温、光、水、肥等基本一致的条件下对作物生长进行对比,在作物的生长阶段里可以较明显的看出日产的明净华涂层膜下的作物长势好、产量高、品质好等华盾棚膜次之。总之，日产的明净华涂层膜在环境特性、光学特性及应用效果等各方面都具有较好的性能,基本上满足市场的需求，为解决目前我国设施农业存在的问题提出一种新的解决方法。
薄膜流涎机是生产包装薄膜的主要生产设备。随着国民经济的高速发展，人们对包装薄膜的需求越来越旺盛,要求也越来越高，这就促使薄膜流涎机生产企业必须高效、高质量地开发、生产符合客户要求的薄膜流涎机。薄膜流涎机模块化参数化设计技术研究,就是利用当前最先进的模块化设计技术并结合参数化CAD设计技术解决薄膜流涎机快速开发设计的问题,提高企业竞争力。现如今的设计，首先对薄膜流涎机模块化参数化设计进行了需求分析,在此基础上,制定了适合薄膜流涎机模块化参数化设计系统的总体方案,并搭建了薄膜流涎机模块化参数化设计系统的框架；然后根据模块化设计的基本原则和方法,并结合薄膜流涎机的功能以及自身结构特点,建立了以固定模块、通用模块和一般模块为基本单元模块,以功能模块为高级单元模块的层次分明的模块结构体系,建立了基本的三维模块库；根据薄膜流涎机自身零部件设计的要求和特点,提出了适合其零部件的参数化设计方法,并以薄膜流涎机收卷机为例,详细介绍了收卷机中各个零部件的参数化设计计算流程,完成了收卷机的参数化设计计算；最后以Visual Basic为二次开发工具,利用SolidWorks的二次开发技术并结合Access数据库,开发出了薄膜流涎机收卷机参数化设计系统。经实例运行可知,此系统可以快速实现收卷机的三维建模,提高设计效率,有较强的实际应用价值。
4.薄膜流国外研究现状
A new approximate analytical technique to address for non-linear problems, namely Optimal Homotopy Asymptotic Method(OHAM)is proposed and has been applied to thin film flow of a fourth grade fluid down a vertical cylinder.This approach however, does not depend upon any small/large parameters in comparison to other perturbation method.This method provides a convenient way to control the convergence of approximation series and allows adjustment of convergence regions where necessary.The series solution has been developed and the recurrence relations are given explicitly.The results reveal that the proposed method is very accurate, effective and easy to use.the unsteady thin film flow of a fourth grade fluid over a moving and oscillating vertical belt.The problem is modeled in terms of non-nonlinear partial differential equations with some physical conditions.Both problems of lift and drainage are studied.Two different techniques namely the adomian decomposition method(ADM)and the optimal homotopy asymptotic method(OHAM)are used for finding the analytical solutions.These solutions are compared and found in excellent agreement.For the physical analysis of the problem, graphical results are provided and discussed for various embedded flow parameters.The thermally activated flux flow effect has been studied in epitaxial FeSe 0.6 Te 0.4 thin film grown by a PLD method through the electrical resistivity measurement under various magnetic fields for B //c and B //ab.The results showed that the thermally activated flux flow effect is well described by the nonlinear temperature-dependent activation energy.The evaluated apparent activation energy U 0(B)is one order larger than the reported results and showed the double-linearity in both magnetic field directions.Furthermore, the FeSe 0.6 Te 0.4 thin film shows the anisotropy of 5.6 near T c and 2D-like superconducting behavior in thermally activated 3 flux flow region.In addition, the vortex glass transition and the temperature dependence of the high critical fields were determined.We report the design methodology of thin film capacitor(TFC)device using thermal evaporation technique for quality study or material differentiation application by testing with liquid(different concentration)and solid.A simple and special modification was incorporated in thermal evaporation setup for depositing semi cylindrical capacitor design on a capillary tube(CT).In order to avoid the disturbance due to electrostatic noise disturbance, TFC was covered with another glass tube, aluminum(Al)metal foil(as shield)and finally by plastic tube cover.Electrodes were taken from the film using silvers paste and connected as input to the LCR-Z meter.The capacitance value of the thin film was varied up to 15-16 pF from the initial value(Al: 129 pF, Cu: 130 pF)when subjected to the static flow.A low cost embedded micro controller module with Liquid Crystal Display(LCD)was developed for the real time testing of TFC.We present results of a numerical study of turbulent droplet-laden channel flow with phase transition.Previous studies of the same system did not take into account the presence of gravity.Here, we do so introducing a thin film of water at the bottom wall and permitting droplets to fall into and merge with it.We treat the carrier phase with the Eulerian approach.Each droplet is considered separately in the Lagrangian formulation, adopting the point-particle approximation.We maintain the film thickness constant by draining water from the bottom wall to compensate for(a)the droplets that fall onto the film and(b)evaporation/condensation.We also maintain on average the total mass of water in the channel by inserting new droplets at the top wall to compensate for the water that has been drained from the bottom wall.We analyze the behavior of the statistically averaged gas and droplet quantities focusing on the heat exchange between the two phases.We increase(a)the initial droplet diameter keeping the same initial droplet volume fraction and(b)the initial number of droplets in the channel keeping their diameter the same.In both parameter studies we find that droplets grow less than in the reference case.In case(a)this is explained by the larger velocity with which they travel to the bottom wall and in case(b)by the lower rate of condensation of vapor due to the presence of neighboring droplets.And we presents an investigation for unsteady MHD flow and radiation heat transfer of a nanofluid in a finite thin film over stretching surface in which the effects of heat generation, thermophoresis and Brownian motion are taken into account.Boundary layer governing differential equations are formulated and reduced into a set of ordinary differential equations by suitable similarity transformations.Solutions are obtained numerically and some interesting results are found.Results show that the film thickness decreases monotonically with unsteady parameter and the magnetic parameter increase but increases with the power law index number m.The temperature profile decreases while the nanoparticle volume fraction increases as the thermophoresis parameter increases.More effects of involved parameters on velocity, temperature and concentration fields are graphically presented and analyzed in detail.Electrophoretic deposition(EPD)of colloidal nanocrystals(NCs)under flow is explored as a general method for the fabrication of semiconducting thin films.For photovoltaic applications, a low process voltage is highly desirable to avoid damaging the accreting semiconductor.Here we report a continuous flow reactor design that can operate at reduced voltage compared to a traditional batch reactor while preserving the electrophoretic velocity of the NCs by utilizing narrow electrode spacing.In a batch reactor, the low ratio of reactor volume to electrode surface area dictated by such a narrow spacing of the electrodes would impose a limit on the mass of nanocrystals that are resident in the reactor and therefore the thickness of the films that can be deposited.By continuously flowing the colloidal dispersion of NCs this limitation is obviated and thick films can be deposited.Through modeling and experiment we demonstrate the process parameters necessary to completely utilize the NCs in the feed solution, thereby achieving nearly 100% atom economy in the deposition process.The reactor design is compatible with large area substrates and is specifically designed to enable continuous, high-rate fabrication of the active layer of photovoltaic cells.The approach to calculating a new form of the exact analytic solution of thin film fluid flows rests upon a sequence of transformations including the modification of the classic technique due to Scipione del Ferro and Niccolò Fontana Tartaglia.Next the authors establish a lemma that justifies the new expression of the exact analytic solution for thin film fluid flows of fourth-grade fluids.Second, the authors apply a modification of the systematic ADM to quickly and easily calculate the sequence of analytic approximate solutions for this strongly nonlinear model of thin film flow of fourth-grade fluids.The ADM has been previously demonstrated to be eminently practical with widespread applicability to frontier problems arising in scientific and engineering applications.Herein, the authors seek to establish the relative merits of the ADM in the context of the thin film flows of fourth-grade fluids.;The ADM is shown to closely agree with the new expression of the exact analytic solution.The authors have calculated the error remainder functions and the maximal error remainder parameters in the error analysis to corroborate the solutions.The error analysis demonstrates the rapid rate of convergence and that we can approximate the exact solution as closely as we please;furthermore the rate of convergence is shown to be approximately exponential, and thus only a low-stage approximation will be adequate for engineering simulations as previously documented in the literature.;This paper presents an accurate work for solving thin film flows of fourth-grade fluids.The authors have compared the approximate analytic solutions by the ADM with the new expression of the exact analytic solution for this strongly nonlinear model.The authors commend this technique for more complex thin film fluid flow models.Evaporation in a thin film induces pronounced temperature gradient and surface tension gradient along the liquid-vapor interface and in turn engenders thermocapillary flow.This study aims to investigate the fluid flow characteristics attributed to the thermocapillarity in an evaporating thin liquid film of polar and nonpolar liquids.A numerical steady-flow model is derived based on the fundamental principles of fluid flow and heat transfer by applying the long-wave evolution technique.To scrutinize the underlying physical transport phenomena associated with the significance of thermocapillary effect in an evaporating thin liquid film, we investigate the hydrodynamic characteristics of thermocapillary convection which is typically characterized by the recirculation flow patterns.The two-dimensional recirculation flow patterns in different excess-temperature regimes are analyzed and a critical turning point at where the flow is reversed due to the thermocapillary action can be identified.Compared to other working fluids, water depicts a unique thermocapillary flow characteristic where its flow lines manifests in the form of swirls along the liquid-vapor interface.The normal and the shear stress distributions further provide a clearer picture on the strength of thermocapillarity to identify the manifestation of thermocapillary flow.The analysis of flow patterns and hydrodynamic behaviors of evaporating thin liquid films provide essential insights in discerning the occurrence of thermocapillary flow as well as the significance of thermocapillarity in polar and nonpolar liquids.The purpose of this paper is to study the thin film flow of a fourth grade fluid subject to slip conditions in order to understand its velocity profile.Design/methodology/approach。An exact expression for flow velocity is derived in terms of hyperbolic sine functions.The practical usage of the exact flow velocity is restrictive as it involves very complicated integrals.Therefore, an approximate solution is also derived using a Galerkin finite element method and numerical error analysis is performed.Findings – The behavior of fluid velocity with respect to various flow parameters is discussed.The results are not restrictive to small values of flow parameters unlike those obtained earlier using homotopy analysis method and homotopy perturbation method.Originality/value – An approximate solution based on finite element technique is derived.总结
液体薄膜流以其高传热传质系数、结构简单且动力消耗小等独特优点，已作为一项高效传热传质技术在传统工业和高新技术领域中得到了广泛的应用。现已成为国际传热传质科学与工程界的一个十分活跃的研究领域，其潜在的技术应用领域将非常广泛。而且，近年来，利用液体薄膜流的特性来解决高技术领域中遇到的高热流密度下的强化换热问题，越来越引起人们的关注，这方面的实例有:大规模集成电路的薄膜冷却、第二代核电站安全壳的薄膜蒸发冷却方案、液滴辐射器以及新型太阳能集热器、液膜除尘器等。显然，要充分发挥液体薄膜强化传热传质的优势，一个至关重要的问题就是要弄清其内在的流动过程和传热传质机理，维持薄膜流动稳定，使之均匀地包覆在传热表面；否则一旦液体薄膜发生破断，传热表面出现干斑或干区，那么就会引发各种各样的严重后果，诸如热敏性物料变味变质、非热敏性物料结焦、以至堵塞传热管，而在有些情况下，传热表面就会因干区温度急剧上升而过热或烧毁。本文对非牛顿薄膜流中物质与热能传递的规律性，寻求其浓度分布表达式以及局部和平均Sh数的理论值，然后再与实验数据相互对照、并介绍了薄膜流在工业上的应用，目前己取得了大量的研究成果，并得到了广泛的工业应用。但在有些方面，所得的认识规律尚不统一，因此仍需深入研究。
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薄膜结构面面观 篇6
关键词：膜结构网膜结构缆索膜结构穹项大空间
0引言
所谓膜结构是指积极地利用膜状材料并在结构与建筑设计上能充分表现膜结构的特点的结构形式。膜结构的材料特性决定了它独特的结构形态以及建筑形态。就其对建筑造型的空间形态的影响来看，空间造型表现出一种轻逸感，建筑摆脱了沉重的结构构架，使人们从深沉厚重的建筑审美感觉中解放出来，并且逐渐接纳前者，如今轻的表现倾向于向大空间构架方向发展。“轻”以成为建筑审美的一大特点是建筑技术的体现，而支撑这种轻盈的膜材或膜面的构造也应具有轻量感。用大空间构架来表现轻的感觉是一种世界流行的趋势。在欧美及世界各国的建筑师都采用独特的手法以获得这种轻的效果。对”轻”的追求已成为某些类型建筑设计的理念。
1发展过程
膜结构真正在世界范围内发展起来的标志应是1970年的日本大阪的万国博览会，此前，在欧洲膜结构已经较为广泛的应用到了建筑设计中，但是并没有在全球的范围内普及。其中的原因很多。首先，膜结构是一种新型的高技术含量的建筑结构。发展中国家及落后国家没有能力支持其技术的开发与研究更谈不上应用到建筑设计当中去。其二；作为永久性的建筑材料，必须是不燃的，而且，对建筑材料的强度和耐久性也有很高的要求。而原来的膜结构在防火，荷载等方面都存在技术上的缺陷与不足。因此，它无法成为永久性的建筑材料而只能用于临时性质的建筑中。很长的一段时间内，膜结构只适用于类似博览会建筑等特殊建筑中。但是，建筑师，结构工程师们却被这种新型结构的魅力所折服，这激发了它们研究膜结构的热情。之后，通过若干次博览会膜结构得到了近一步的研究，膜材料也经过多次试验，逐步确立了膜结构的设计方法。这时期进行了大量的膜结构的结构分析。借助电子计算机对膜结构的形态及膜材料的非线性特征作了大量的研究，对膜面皱折，形状及结合处的分析已经是很普及了。终于在1982年。由美国开发了一种新型的材料PTFE织成的玻璃纤维膜，并通过不燃性的试验使之在美国被获得批准使用，由于这种新材料的出现。在80年代的后半期，美国建了很多膜结构的体育馆，空气穹顶的建筑就建了七座。充分体现了膜结构的功能优势。
2膜结构的性能
膜结构材料是由氟化乙烯树脂织成的玻璃纤维布具有不燃性、耐久性与不易受污染的特点，用途极为广泛。用PVC材料制成的纤维布则更为经济，目前也在广泛使用。
膜结构最大的特点和优势在于它的良好的透光性，使内部空间非常明亮，这样就避免了大空间人工光源照明对资源的浪费。而且，自然光的质量要好与人工光源。其次，膜结构是一种轻型的限定结构，摆脱了厚重的建筑实体，给人轻盈漂逸的视觉审美享受这些都是其他的结构所不能比拟的，再有，它的灵活性也较好，施工与调配都很方便。但是，膜结构也有明显的缺陷。采光好就意味着隔音效果将太打折扣。因此，膜结构注定不能应用于所有的建筑类型。所以，在建筑地段的选择上避免选在市中心及居民区。以免将噪声泄漏出去。其次，隔热也是一个棘手的问题，增加室内空间的明亮度不可避免的要受到热量的侵袭。因此，采光与隔热就形成了一对矛盾。此外，膜结构的自重轻，稳定性与承受荷载的能力也是一个问题。但是，这些问题可通过附和结构解决。如膜结构与钢结构附和而成的膜钢结构，与钢缆附和而成的钢缆膜结构等。通过将两种结构材料的结合使双方的性能优势均得以体现。最后，形成性能优良的新型结构体系。
3膜结构在实际工程中的衍生实例
3.1空气膨胀式膜结构
实例：宫士组展览馆
70年大阪万国博览会富士组展示馆，是距今为止实现的世界上最大规模的空气膨胀式膜结构。这个用布制成的建筑物具有外径50米的圆形平面，沿着周围并排树立着16根空气膨胀式拱形膜体，形成一个完整的立体结构。拱形膜体是用PVA纤维即维尼纶这种材料制成的帆布，充入空气吹鼓而成。充气拱的断面直径是4米，断面内的气压在通常气候条件下比室外气压高800帕，在暴风的气候条件下比室外高25000帕。
拱形膜的下端是由厚度6毫米的铁板做成的直径3.85米，高度1.1米的圆筒形柱脚，锚入混凝土基础。由横向束带结合而成的16根充气拱群，成为本馆的主体结构。
3.2空气支撑膜结构
实例：第12届世界兰花博览会展示馆
本设计采用网格与膜组合的结构方案。此建筑在膜结构方面，根据构件承受张力的等级，设计了用钢丝绳形成大网络，用合成纤维绳形成小网络和气密薄膜这三类要素，得到了最经济、合理、不需要立体裁剪的结构方案。
第一穹顶的平面是直径75米的圆形，屋顶的形状大致是球心角为60度的球最高高度是19.5米。本穹顶的结构是索加强空气膜结构，利用最大间距为5米的两个方向的钢丝绳，对网进行加强。上述网的内部，张拉的平面是勾形玉坠形状，平面的最大宽度为40米。各断面大体呈半圆形，最高高度约为地上19.5米。本结构是索加强空气膜结构，利用断面方向约间隔5米配置的钢丝绳，对一个方向进行加强。鱼网状的合成树脂纤维网孔形成结构外皮。在网孔内，配置0.1米厚的氯乙烯空气密封薄膜，确保气压差。
第二穹顶另外，沿顶部脊线也配置了钢丝绳。钢索之间，与第一穹顶相同，同样是利用渔网状的合成树脂纤维网孔和气密薄膜构成网孔和膜的组合结构。
3.3空气膜结构及稳定索
实例：东京充气棒球馆
此建筑结构分为上下两部分其中下部及周边结构为型钢混凝土结构，钢筋混凝土结构及钢结构的结合体。屋顶结构为空气膜结构及稳定索。在这里，我只介绍含有膜结构的屋顶结构部分。索是直径800毫米的结构用钢绞线束。膜材料厚0.8毫米是阻燃材料。膜材料的预期使用年限是25-30年。为使屋顶具有防眩，保温，融雪功能的系统，在膜结构内侧设置袋状悬垂玻璃纤维布，形成二重屋顶。屋顶透光率为百分之六。
3.4钢筋混凝土结构，钢结构及双层空气膜结构
实例：熊本县民综合公园室内运动广场
本建筑的结构由①中央的双层空气膜结构；②周边的环形衍架、组合柱、网格膜、外围框架；③基础结构三部分组成。
在这里，我们暂且只关注膜结构部分。钢索约束补强的双层空气膜结构，综合了以钢索单层空气膜结构和轮幅式双层钢索结构各自的优点，是重量轻且稳定性能好的结构系统。结构系统可由图来表示。一般结构依靠对钢索施加预张力来增强结构稳定性，本结构中上表钢索靠空气压力产生张力，下表钢索则靠气压和中央环等的自重来产生张力从而支持屋顶整体，构成稳定的结构体系。
聚酯薄膜 篇7
天津电子材料与产品交易有限公司(简称电交所),是由工信部下属中国电子商会牵头组建,响应建设京津冀地区经济协作的国家一号工程,落户于天津综合改革创新区,历时3年筹备建成。电交所是一个以服务电子交易对象的专业化、规范化的创新型交易平台,具有现货贸易、金融服务、商品定价和商品投资四大功能。
寿光市东方无纺布有限公司始建于2011年3月,位于寿光市羊口临港工业园内,由山东汇源建材集团有限公司控股,项目总投资9.2亿元,分三期工程建设,占地面积354亩,一期工程4条年产2 000万m2 的短纤聚酯胎生产线和2条年产5 000万m2 的长纤聚酯胎生产线已投产,二期工程2条年产5 000万m2 的长纤聚酯胎生产线正在筹建中,三期工程将引入技术国际领先的聚酯胎产品,项目建成后将填补国内空白。东方无纺布公司正在打造成为国内最大的聚酯胎生产基地。
此次东方无纺布公司与天津电交所合作打造的中国聚酯胎交易交收中心,是一个致力立足寿光、辐射全国、联通国际,集大宗聚酯胎商品信息流、资金流及物流为一体的现代化服务体系的综合电子商务服务平台,是国内防水行业实物产品与交易市场的成功对接。交易交收中心开业后,不仅东方无纺布公司的聚酯胎产品在电交所挂牌交易,还将形成基于聚酯胎交易价格的“东方指数”并予以发布。
程文涛总经理在致辞中表示,聚酯胎交易交收中心的开业,顺应了国内聚酯胎电子交易日益增长的需求, 也为企业开拓国际市场打下了基础。其开业是市场需求的必然,是时代赋予的使命,必将在中国防水电商发展史上树起一块崭新的里程碑。
天津电交所总裁胡飞在致辞中揭示了交易交收中心和“东方指数”的非凡意义。从“互联网+”的概念来说, 交易交收中心的开业和“东方指数”的启航,标志着防水行业产品市场从原来线下交易的模式发展到了线上交易的模式,必将深刻地影响今后防水行业市场交易模式的变革。
寿光市副市长王安文先生对中国聚酯胎电子交易交收中心的开业给予了极高的赞誉,他指出,国家“十二五”电子商务发展规划中强调要提高大型企业的电子商务发展水平,发挥大型企业的主力军作用。寿光市东方无纺布公司是大型聚酯胎生产企业,在本地经济发展建设中发挥了重要的作用,此次通过发挥自身优势创建大型综合电子商务平台———聚酯胎电子交易中心,搭建国内聚酯胎电子交易平台,这必将促进聚酯胎大宗商品电子交易市场的繁荣,为实现国家“十二五”电子商务发展规划做贡献,为当地经济的发展做出更大贡献。
朱冬青理事长对中国聚酯胎交易交收中心的开业给予高度评价。朱理事长表示,聚酯胎是防水行业重要的上游原材料产品,中国聚酯胎交易交收中心是互联网时代防水行业首个挂牌交易实物产品的中心,是物联网的一种实现手段,为防水行业在“互联网+”时代如何改造传统商业模式提供了范例。当前,中国经济面临新常态,防水企业也面临转型,“互联网+”时代的到来,使传统行业面临挑战和机遇。“互联网+”不是一种简单的交易模式,而是一种新的商业模式。今天我们所见证的国内首个聚酯胎交易交收中心,是防水行业在“互联网+”时代下的可贵探索,标志着行业延伸产业链的开始,也标志企业从单纯的防水材料供应商向防水系统综合服务商转型的开始,必将为客户创造更多的价值。
开业盛典结束后,嘉宾们移步晨鸣国际大酒店,出席了由寿光市东方无纺布有限公司、山东汇源建材集团有限公司、天津电交所共同主办的以“互联网+东方之路”为主题的第一届国际聚酯胎财富论坛。
程文涛总经理致论坛开幕辞,介绍了企业与天津电交所合作打造中国首个聚酯胎交易交收中心的背景和过程,感谢各界给予的支持。论坛上,东方无纺布公司常务副总张春燕女士介绍了公司的概况;寿光防水材料行业协会会长郑家玉先生表达了作为地方行业社团对中国聚酯胎交易交收中心的支持;天津电交所运营总监陈政晓先生阐述了电交所的功能、中国聚酯胎交易交收中心的运行模式和对防水行业产业提升的作用。
在论坛的互动讨论环节,天津电交所总裁胡飞、中国建筑防水协会理事长朱冬青、天津电交所运营总监陈政晓、智成融通控股集团副总裁李林、汇源建材集团总经理程文涛等五位嘉宾回答了媒体代表与来宾的现场提问,共同探讨了聚酯胎产业的发展前景、传统行业如何拥抱互联网、快速迈入“互联网+”时代,利用互联网改造和提升传统行业、延伸产业链,从而为客户创造更多价值等话题。
新型杀菌薄膜 篇8
日本三井化学公司日前与北里大学合作开发出一种新型杀菌薄膜。研究人员用“镀气”的方法在树脂薄膜表面镀上一层薄薄的铜合金, 从而使薄膜具有杀菌效果。
所谓“镀气”, 是指在真空中加热金属, 使其融化挥发后附着在物体表面。实验发现, 将金黄色葡萄球菌等几种常见病菌置于这种薄膜上, 两小时后它们几乎全部死亡。这种薄膜对于流感病毒以及大肠杆菌也具有一定灭杀效果。
研究人员说, 铜是一种具有杀菌效果的金属材料, 与同样具有杀菌效果的银相比, 铜可以不受温度和湿度的影响而发挥杀菌作用。这种以铜合金为基础材料的杀菌薄膜可以应用于医院的扶手和餐馆的厨房用具上。
薄膜电位器 篇9
薄膜电位器的问世改变了工程师对设备敏感位置空间的思考方式。超薄电位器只有0.5毫米的厚度,其特性与普通机械式电位器相似,但薄膜电位器则可以安装在空间有限的区域内。
由于其超薄的设计,薄膜电位器可以更贴近用作测量器件的工作区域,而且不需要很大的安装空间。
一般而言,薄膜电位器是一种电压分配器。它的结构是一种开路电路,当滑块与电路始末两端连接时,薄膜电位器能够通过薄膜表面的压力接触提供相应的输出信息。
薄膜电位器的滑块可以简单到只是一个小型的塑料块在薄膜表面上滑动;它不需要外接电气触点。大多数薄膜电位器还可以通过手指在薄膜表面上滑动操作,有些甚至能用非接触式的磁性滑块操作。
电路两端之间的空间主要采用密封胶固定结构,这样就能把器件密封起来以免受潮或灰尘进入等环境因素的影响,而且大部分都能达到IP65或以上的密封级别。
这种固定结构要求薄膜电位器四周最少留有2～3毫米的间隔距离。理想的电阻有效面积宽度应在3毫米和6毫米之间,但也可以扩展至10毫米或者甚至是12毫米。在有效长度上直线型元件可以达到760毫米,而具有中心孔的旋转式元件其直径可以从20毫米至大约450毫米之间。薄膜电位器的周期寿命和工作温度与机械式电位器差不多,同时,由于设计的原因,薄膜电位器可以运作1亿次。其工作温度可以在-40℃(104℉)至85℃(185℉)之间,目前开发中的系统甚至可以承受高达125℃(257℉)的高温。
根据不同的应用,薄膜电位器薄膜表面的压力也有所不同,但总体上来说,对于大多数应用,一般推荐1牛顿至6牛顿的范围,具体压力大小则取决于薄膜电位器的配置是标准箔材料设计还是附加有金属粘合的坚固型混合材料。一个标准的成品滑块通常在1牛顿～3牛顿或者3牛顿～6牛顿范围之内。
根据设计不同,电气特性在某种程度上也会有所不同,但总体上是符合标准要求的,这与电压分配器的输出也很相似。与传统的精密电位器相比较,薄膜电位器最显著的区别是实现线性度的方法。传统电位器可能通过激光修整的方法来实现其线性度,而薄膜电位器则基于PET聚酯材料,因此依靠改进产品来改进其线性度。因此一个标准的线性电位器其提供的典型线性度是2%,尽管以FR4材料为基础的薄膜电位器可以达到0.5%的线性度,这依然也是一种选择。
比线性度更重要的是重复性和磁滞现象;薄膜电位器在500毫米长度中可精确到0.01毫米,但大多数标准的薄膜电位器其精确度范围介于0.05毫米至0.1毫米之间。其所有电气输出受到的主要影响已在机械滑动和滑块稳定性中被发现。作为基准,最高耗能高达1瓦,非导电性的电压强度达到500伏,以及直流绝缘强度也可达到100伏。
光伏开启薄膜时代 篇10
关键词：薄膜光伏,制作工艺,发展,应用
近年来, 以非晶硅基薄膜、铜铟镓硒和碲化镉电池为代表的第二代太阳能电池技术由于其制造工艺的简单、制造成本的低廉、转换效率的提高、薄膜光伏组件建筑一体化的实现等诸多优势使得薄膜光伏技术得以迅猛发展。光伏发电正在走进薄膜时代。
1 种类及制造工艺
目前市场上的薄膜太阳能电池大多以非晶硅基薄膜电池、铜铟镓硒电池以及碲化镉电池为主。虽然三者都属于薄膜光伏电池, 但是其制造工艺以及发电原理却不尽相同。
硅基薄膜电池:首先在玻璃衬底沉积透明导电膜, 再通过等离子体反应沉积P型、I型、N型三层非晶硅。最后蒸镀金属电极。当光从玻璃面射入, 产生的电流便从导电膜和金属电极引出。此电池从上往下结构为玻璃沉底、导电膜、PIN非晶硅、金属电极。现今太阳电池的主体材料为硅材料, 其成本份额占据了将近40%, 但是非晶硅基薄膜厚度不足1μm。大大的降低了制造成本。不仅制造温度低 (-200℃) 而且容易实现大面积, 这些都使其在太阳能电池中占据首要地位。
碲化镉薄膜电池:碲化镉 (GaAs) 属于Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体材料, 间带能隙1.5eV。很好地匹配了太阳光谱。最高光电转换效率可高达28%, 适合做高聚光的太阳能电池。在同类薄膜电池中发展较快。除以上优势外, 碲化镉沉积面积大, 沉积速率高。可以通过近空间升华、电沉积、PVD、CVD、丝网印刷、溅射等方法制备碲化镉的多晶硅膜从而制备碲化镉薄膜电池。早在上世纪的90年代, 碲化镉电池已经实现了规模化生产。随着科技的发展, 碲化镉薄膜电池的制造成本越来越低, 已获得的最高光电转换效率为16%。在同类的薄膜光伏电池中成为应用前景最好的新型电池。
铜铟镓硒电池:铜铟镓硒电池技术与晶硅完全不同, 它是将严格配比后的铜、铟、镓、硒四中元素合成半导体, 依靠原子配比的缺陷产生P型和N型半导体材料。然后将配比好铜铟镓硒通过溅射后硒化法制备薄膜后加入基板和电极形成铜铟镓硒薄膜电池。港中文大学教授、中科院深圳先进技术研究院光伏太阳能实验室主任肖旭东团队研制的铜铟镓硒太阳能电池效率已达到18.7%, 迈入国际领先行列。
2 光伏薄膜的应用及发展
由于第一代太阳能电池的主体材料为硅材料, 其制造成本相对较高。制造条件也比较苛刻。所以要想光伏发电成为能源体系的的一部分就必须大幅降低成本。因此既能够节省半导体材料又能够节能还有许多其他显著优点的薄膜太阳能电池便成为世界各国追捧的对象。自20世纪70年代以来, 各国纷纷投入巨资对薄膜太阳能电池进行研究。在研究和开发方面取得了巨大的进步。从2010年到2013年三年时间内, 薄膜光伏太阳能的市场比重从5%跃迁到15%。全球光伏产业已经走向薄膜化和柔性化。薄膜太阳能电池在民用消费、分布式发电、光伏电站、航天航空等领域必将拥有更加广阔的发展空间。
薄膜电池按其基板衬底的种类有硬性衬底和柔性衬底两大类。如用不锈钢板、聚酯膜等软性材料做基板的电池叫做柔性衬底太阳能电池。反之叫做硬性衬底太阳能电池。柔性衬底电池的最大特点就是质量小、可折叠不易碎。可以任意卷曲、剪裁。电池性能不发生变化。根据此特点, 柔性太阳电池可用于汽车顶部、船舱的顶部等不平整的表面、房屋建筑的楼顶及外墙。另外在军事上的利用也有很大的空间。薄膜太阳能电池除了具有柔性外还具有较好的透光性, 在BIPV和光伏大棚的应用上具有绝对的优势。
近年来, 国家在分布式发电方面出台了一系列的鼓励政策。光伏建筑一体化即将成为光伏应用的主流。由于薄膜光伏组件拥有温度系数低、弱光发电性好、低耗能、无污染、柔性好可弯曲、光照角度要求低、透光性好等优势, 非常符合分布式发电的技术要求。将透光、彩色、中空的薄膜太阳能组件, 用于工商业、低密度住宅屋顶及公共建筑, 满足建筑美观要求外还兼顾发电功效, 安装简便、对建筑物没有额外的承重要求, 将为光伏建筑应用带来革命性贡献。在分布式发电起步较早的欧美国家, 分布式发电技术已经相当成熟。据统计, 德国、意大利等欧洲国家光伏建筑应用比已达80%以上, 美国也超过了67%。中国汉能在分布式发电应用方面进行了积极地拓展与合作。与许多大型企业签约, 建造了大量的太阳能屋顶电站。2012年9月, 汉能与宜家家居签订了总量383MW的战略合作协议。2013年3月。与一汽大众签署了《太阳能10MW光伏电站合作协议》。应用薄膜太阳能电池组件为一汽大众建设屋顶电站项目, 建成后每年为工厂生产提供超过1000万度清洁电能, 节约标准燃煤4500吨。相信在不久的将来住宅的墙面、玻璃都可以发出源源不断的电能。
光伏薄膜的另一应用领域便是大规模的地面光伏电站, 由于光伏薄膜制造成本低、安装方便、对光照角度要求低等优势可以大规模的在日照强烈地域辽阔的发展中地区建设大规模电站, 或者在人口密集的较发达地区开发小型分散式电站。
随着科技的进一步发展, 薄膜太阳能电池无论在效率上还是在形式上都有了巨大的提升。目前, 全球最大的薄膜太阳能企业汉能集团商业光伏组件的光电转换效率已经达到了全球最高的15.5%。预计在2014年将提高到17%以上;另外一种利用非晶硅结合P/N光电二极管技术加工而成的可折叠太阳能电池也氤氲而生。因其具有柔软便携、耐用、光电转换效率高等特点被广泛应用于电子消费品、远程通讯、军事、航空航天领域。
现今, 世界上至少有40个国家正在开展对下一代低成本、高效率的薄膜太阳能电池实用化的研究开发。全球的薄膜光伏市场在未来的几年中, 又将经历一个势不可挡的上升趋势。无论在其特性方面还是在其商业应用方面, 薄膜电池必将开启光伏发电的新时代。
参考文献
[1]三种主要的薄膜太阳能电池详解大比特半导体器件网[引用日期2013-08-16].
[2]我国第二代薄膜太阳能电池核心技术达国际先进水平北极星太阳能光伏网2012-11-02[引用日期2013-08-16]
[3]柔性非晶硅薄膜太阳能电池技北极星太阳能光伏网.2012-11-02[引用日期2013-08-16]
[4]汉能太阳能引领薄膜太阳能技术优势世纪新能源网2013-05-02[引用日期2013-08-16]
薄膜太阳能技术持续发烧 篇11
原油价格居高不下，传统电价成本也节节升高，随着日、韩等国政府，持续加码太阳能光电补助，以及近百家业者投入晶硅原料制造，太阳能发电成本可望降低，并成为下一波重要替代能源。
薄膜太阳能技术持续发烧
根据iSuppli 推估，到2012年全球太阳能电池市场的市值将从2007年的96亿美元增长到221亿美元。其中，薄膜太阳能电池的市占率将从2007年的5%增长攀升至20%以上，复合增长率高达70%。包括夏普、三洋、三菱电机，以及台湾的益通、绿能、茂迪、联相光电等公司都已相继投入薄膜技术领域。广大的商机也让相关的设备业者摩拳擦掌，希望进入这个新兆元产业。
PV Power Expo Taiwan 2008特别邀请夏普、三菱重工、联相光电和三洋电机等企业代表，从薄膜单晶硅之应用，以及CIS、CdTe、II-VI…等不同薄膜电池材料的应用，深入剖析最新薄膜电池的发展趋势。
多晶硅原料短缺问题可望舒缓
工研院太电中心主任蓝崇文指出: “随着全球越来越多业者投入多晶硅原料制造，例如韩国DC Chemical以及日本M.Setek投入量产，预估未来约有20家可成功量产，缺料问题可望获得解决，市场也会因为多晶硅原料成本下降，启动另一波更大的增长。”
针对硅材料发展，SEMI台湾地区太阳光电产业促进会主席暨益通光能股份有限公司蔡进耀将主持“太阳能多晶硅材料论坛”，与日、韩两大硅晶圆材料制造商--东洋制铁化学资深副总李宇铉及M .Setek总裁Ritsuo Matsumiya，共同讨论未来多晶硅材料发展、应用，及技术研发。
降低成本、营销国际—标准与认证刻不容缓
SEMI全球总裁暨执行长Stanley Myers表示:“尽管用于硅晶圆生产的SEMI M6标准已经被应用在太阳能电池的生产上，太阳光电产业仍需加快发展国际技术标准的脚步，来降低生产成本并加速研发投资。”因此，“太阳光电及平面显示器产业工安环保技术研讨会”中，SEMI将与主要设备业者共同探讨如何运用SEMI的标准活动协助PV产业降低成本。
取得国际认证为太阳能模块和电池业者成功打入国际市场的关键，SEMI邀请美国UL、德国abakus Solar AG、台湾地区工研院太电中心，以及 DuPont等企业组织代表，从模块设计和制造技术及可靠度技术验证的角度，说明性能测试、安全测试、可靠度测试，以及电与热性能测试等验证重点。
太阳光电人才正夯— SEMI PV University + High-Tech U 培育产业新血轮
日本开发出新型杀菌薄膜 篇12
日本三井化学公司日前与北里大学合作开发出一种新型杀菌薄膜, 其特殊之处在于它的制作。研究人员用名为“镀气”的方法在树脂薄膜表面镀上一层薄薄的铜合金, 从而使薄膜具有杀菌效果。
所谓“镀气”, 是指在真空中加热金属, 使其融化挥散后附着在物体表面。三井化学公司4月5日发表公告说, 有关研究人员通过“镀气”法成功给树脂薄膜镀上一层10～100nm厚的铜合金。实验发现, 将金黄色葡萄球菌等几种常见病菌置于这种薄膜上, 2h后它们几乎全部死亡。这种薄膜对于流感病毒以及大肠杆菌也具有一定灭杀效果。
研究人员说, 铜是一种具有杀菌效果的金属材料, 与同样具有杀菌效果的银相比, 铜可以不受温度和湿度的影响而发挥杀菌作用。这种以铜合金为基础的杀菌薄膜可以应用于医院的扶手和餐馆的厨房用具上。三井化学公司表示, 下一步还会尝试将其应用于冰箱等家电产品中。