采矿工程毕业设计论文
采矿工程是一个国家的重要产业,采矿工程直接关系到国家资源、能源的正常供应和使用安全。以下是专门为你收集整理的采矿工程毕业设计论文，供参考阅读！
采矿工程方法优化研究
【摘要】采矿工程中的许多方法都是可以优化的，比如采矿工程中的开拓系统和采矿方法。这些方法优化问题，由于决策变量众多，并且不同情况的所起的作用不同，导致多数问题都是复杂的非线性化问题，不仅如此变量之间的联系有时很难用确切的数学模型或者数学表达式表达出来。因此我们考虑到可以利用计算机技术和人工智能的技术来实现采矿工程中方法的优化问题，比如遗传算法，神经网络等，本文从上述几种技术角度，结合实际例子探讨了采矿工程方法的优化问题。
【关键词】采矿工程;优化;采矿方法
采矿工程中的许多问题的决策和方法的优化，都是多决策变量问题。以往对这种问题的处理方式都是采用单一变量法，即采用固定其他变量使其值保持不变，通过变化某一变量来探索这一变量对目标函数或目标问题结果的影响，从而找出最优解。虽然这种方式大大简化了这种多变量问题的求解方式，但是它忽略了各个变量之间的相互关系，以及他们之间的相互作用对最终结果的影响，因此所得的结果并不是真正的最优值。为了求得真正的最优解，需要同时改变各决策变量，探索他们在这种情况下和目标的关系以及的对目标结果的影响，从而找出综合最优值。
1、优化方法
遗传算法的定义
遗传算法是一种自适应优化的方法。这种方法基于生物进化的原理，它模拟了生物进化的步骤，将繁殖、杂交、变异、竞争和选择等概念引入到算法中。[1]通过对一组可行解的维持和重新组合，在多决策变量共同作用的条件下，改进可行解的移动轨迹曲线，最终使它趋向最优解。这种方式是模拟生物适应外界环境的遗传变异机理，克服了传统的单决策变量法容易导致的局部极值的缺点，是一种全局优化算法。
神经网络的定义
人脑思维方式的一大特点就是：通过多个神经元之间的同时的相互作用来动态完成信息的处理。人工神经网络就是模拟人脑思维的这种方式，通过计算机来完成一个非线性的动力学系统，可以实现信息的分布式存储和并行协同处理。
遗传算法与神经网络协同优化
由于采矿工程的问题很难用一个显式来表示，所以我们可以利用人工神经网络强大的非线性映射能力建立决策变量和目标函数的关系，实现对问题的显式化，然后用遗传算法对这个目标函数的决策变量进行搜索和寻优，搜索到后就输入之前已经建模好的神经网络，网络将自动进行学习和匹配，从而我们可以计算出目标函数对该组决策变量的适应性，然后根据适应性进行遗传变异操作，反复多次后即可寻得最优解。
2、优化实例
遗传算法在矿石品位优化中的应用
遗传算法是由原始数据，模拟优胜劣汰的方式通过反复迭代获得最优解，在这里实质上是随机生成一组矿石品位，利用自适应的技术调整品位，经过反复迭代计算，逐步逼近最优解。
(1)编码：用定长字符代表遗传中的基因，在这里表示某种特定品位，编码顺序依次为边界品位、最小工业品位、原矿品位和精矿品位。[2]
(2)初始群体：每次迭代的初始群体由上一次迭代生成，第一次的初始群体随机生成，每个群体包含的个体数确定。
(3)适应度：自然界中的适应度是生物个体对自然界的适应程度，适应度大，那么它存活下来的可能性就大。类似的这里的适应度是衡量个体优劣的指标，可以驱动遗传算法的优化，本例中的适应度取不同品位的矿石所能取得的净现值。
(4)复制和交换：根据达尔文进化论，适应性强的个体容易生存下来，那么他们的有利性征就被保留了，同样的不利性征就被淘汰了，适应性强的个体他们的后代跟他们的相似度会比较高，在遗传算法中可以用复制来代表这一部分;交换就是指上一代多个个体的部分基因相互置换产生新个体。
(5)突变：遗传算法中产生新个体的又一手段，通过求补运算完成。
(6)终止条件：遗传算法是迭代运算，在迭代到符合某一要求时停止，一般都是当群体的平均适应度或最大适应度变化平稳时，迭代终止。
采矿工程优化实例
本处选择山东莱芜铁矿施工时的填充材料刚度与采场结构参数的优化问题来说明一下神经网络和遗传算法的具体应用。
山东莱芜铁矿谷家台矿区矿体赋存于大理岩与闪长岩的.接触带中，上部为第四系和第三系所覆盖，全部为隐伏矿体，矿脉地理结构十分复杂。[3]上部有河流流过，虽然河流和矿带之间有第三系的红板岩，但是由于局部天窗的分布，导致水层和第四系砂砾石层和灰岩层接触，隔水效果不好。由于灰岩层的含水性，导致这部分成为承压含水层。复杂的地质背景给开矿带来了巨大的难度，为了实现不改河、不疏干、不搬迁、不塌陷、不还水的“五不”方针，最终决定的开矿方案是采用矿体近顶板大理岩注浆补漏堵水措施与阶段空场嗣后胶结充填采矿方法相结合的综合治水方案。制约这一方案顺利实施的两个重要因素就是充填材料刚度与采场结构参数的优选问题。
设矿房宽度为Bf，填充体刚度为EC，бt为上盘出现的最大拉应力。推测得出：从安全性角度考虑，矿房宽度Bf越小，填充体刚度EC越大，则上盘出现的拉应力越小，施工越可靠;从经济型角度考虑，矿房宽度越大，填充刚度越小越经济，可以看出两者是相对的，我们要在这之间找一个最佳匹配值。使得上盘出现的拉应力小于但又接近于大理岩的抗拉强度。
先通过神经网络建立决策量Bf、EC和目标бt的映射关系，然后用遗传算法搜索最佳匹配，得到结果Bf=，EC=，бt=，最后进行的结果的合理性验证，表明这个结果是令人满意的。
3、结论
作为现阶段比较先进的计算智能和人工智能技术，遗传算法和神经网络着重于通过迭代算法和非线性映射来求得问题的最优解。由于绝大多数矿场的复杂条件导致采矿工程中的许多问题和方法的决策存在众多的决策变量，并且多数变量和目标量的关系都是非线性的，这些特点使得遗传算法和神经网络等现代先进智能技术能很好的运用到采矿工程的优化中去，通过文章研究和实例证明，对于采矿工程的方法优化，遗传算法和神经网络能起到很好的效果，随着这些技术的进步，他们将会为采矿工程的优化方面提供更有力的帮助。
参考文献
[1]李云，刘霁.神经网络与主元分析在采矿工程中的应用[J].中南林业科技大学学报，2010，30(6)：140-146.
[2]张磊，柴海福.浅谈人工神经网络在采矿工程中的应用[J].学术探讨，2008，(6)：172.
[3]刘加东，陆文，路洪斌.浅谈采矿方法的优化选择[J].IM&P化工矿物与加工，2009，(1)：25：27.
浅议煤矿煤层的开采技术摘要：由于煤层的自然条件和采用的机械不同，完成回采工作各工序的方法也就不同，并且在进行的顺序、时间和空间上必须有规律地加以安排和配合。这种在采煤工作面内按照一定顺序完成各项工序的方法及其配合，称为采煤工艺。在一定时间内，按照一定的顺序完成回采工作各项工序的过程，称为采煤工艺过程。关键词：开发技术 煤炭工艺 煤炭一、煤炭开采的主要形式（一）井下采煤井下采煤的顺序。对于倾角10°以上的煤层一般分水平开采，每一水平又分为若干采区，先在第一水平依次开采各采区煤层，采完后再转移至下一水平。开采近水平煤层时，先将煤层划分为几个盘区，立井于井田中心到达煤层后，先采靠近井筒的盘区，再采较远的盘区。如有两层或两层以上煤层，先采第一水平最上面煤层，再自上而下采另外煤层，采完后向第二水平转移。按落煤技术方法，地下采煤有机械落煤、爆破落煤和水力落煤三种，前二者称为旱采，后者称为水采，我国水采矿井仅占。旱采包括壁式采煤法和柱式采煤法，以前者为主。壁式采煤法工作面长，一般100～200 m，可以容纳功率大，生产能力高的采煤机械，因而产量大，效率高。柱式采煤法工作面短，一般6～30 m，由于工作面短，顶板易维护，从而减少了支护费用，主要缺点是回采率低。（二）露天采煤移走煤层上覆的岩石及覆盖物，使煤敞露地表而进行开采称为露天开采，其中移去土岩的过程称为剥离，采出煤炭的过程称为采煤。露天采煤通常将井田划分为若干水平分层，自上而下逐层开采，在空间上形成阶梯状。其主要生产环节：首先用穿孔爆破并用机械将岩煤预先松动破碎，然后用采掘设备将岩煤由整体中采出，并装入运输设备，运往指定地点，将运输设备中的剥离物按程序排放于堆放场；将煤炭卸在洗煤厂或其他卸矿点。主要优缺点优点为生产空间不受限制，可采用大型机械设备，矿山规模大，劳动效率高，生产成本低，建设速度快。另外，资源回采率可达90%以上，资源利用合理，而且劳动条件好，安全有保证，死亡率仅为地下采煤的1/30左右。主要缺点是占用土地多，会造成一定的环境污染，而且生产过程需受地形及气候条件的制约。在资源方面，对煤赋存条件要求较严，只宜在埋藏浅，煤层厚度大的矿区采用。二、采煤方法与工艺在发展现代采煤工艺的同时，继续发展多层次、多样化的采煤工艺，建立具有中国特色的采煤工艺理论。我国长壁采煤方法已趋成熟，放顶煤采煤的应用在不断扩展，应用水平和理论研究的深度和广度都在不断提高，急倾斜、不稳定、地质构造复杂等难采煤层采煤方法和工艺的研究有很大空间，主要方向是改善作业 条件，提高单产和机械化水平。（一）开采技术开发煤矿高效集约化生产技术、建设生产高度集中、高可靠性的高产高效矿井开采技术。以 提高工作面单产和生产集中化为核心，以提高效率和经济效益为目标，研究开发各种条件下 的高效能、高可靠性的采煤装备和工艺，简单、高效、可靠的生产系统和开采布置，生产过 程监控与科学管理等相互配套的成套开采技术，发展各种矿井煤层条件下的采煤机械化，进一步改进工艺和装备，提高应用水平和扩大应用范围，提高采煤机械化的程度和水平。（二）解决难题开发“浅埋深、硬顶板、硬煤层高产高效现代开采成套技术”，主要解决以下技术难题。硬顶板控制技术，研究埋深浅、地压小的硬厚顶板控制技术，主要通过岩层定向水力 压裂、倾斜深孔爆破等顶板快速处理技术，使直接顶能随采随冒，提高顶煤回收率，且基本 顶能按一定步距垮落，既有利于顶煤破碎，又保证工作面的安全生产。硬厚顶煤控制技术，研究开发埋深浅、支承压力小条件硬厚顶煤的快速处理技术，包括高压 注水压裂技术和顶煤深孔预爆破处理技术，使顶煤体能随采随冒，提高其回收率。顶煤冒放性差、块度大的综放开采成套设备配套技术，研制既有利于顶煤破碎和顶板控制， 又有利于放顶煤的新型液压支架，合理确定后部输送机能力。 两硬条件下放顶煤开采快速推进技术，研究合适的综放开采回采工艺，优化工序，缩短放煤 时间，提高工作面的推进度，实现高产高效。5～宽煤巷锚杆支护技术，通过宽煤巷锚 杆支护技术的研究开发和应用，有利于综采配套设备的大功率和重型化，有助于连续采煤机 的应用，促进工作面的高产高效。（三）缓倾斜薄煤层长壁开采主要研究开发：体积小、功率大、高可靠性的薄煤层采煤机 、刨煤机；研制适合刨煤机综采的液压支架；研究开发薄煤层工作面的总体配套技术和高效开采技术。（四）缓倾斜厚煤层一次采全厚大采高长壁综采应进一步加强完善支架结构及强度，加 强 支架防倒、防滑、防止顶梁焊缝开裂和四连杆变形、防止严重损坏千斤顶措施等的研究，提高支架的可靠性，缩小其与中厚煤层(采高3m左右)高产高效指标的差距。（五）各种综采高产高效综采设备保障系统要实现高产高效，就要提高开机率，对“支架—围岩”系统、采运设备进行监控。今后研究的重点是：通过电液控制阀组操纵支架和改善“支架—围岩”系统控制，进一步完善液压信息、支架位态、顶板状态、支护质量信息的自动采集系统；乳化液泵站及液压系统运行状态的检测诊断；采煤机在线与离线相结合的“油 —磨屑”监测和温度、电信号的监测；带式输送机、刮板输送机全面状态监控。三、主要的开采技术（一）深矿井开采技术深矿井开采的关键技术是：煤层开采的矿压控制、冲击地压防治、瓦斯和热害治理及深井通风、井巷布置等；需要攻关研究的是：深井围岩状态和应力场及分布状态的特征；深井作业场所工作环境的变化；深井巷道（特别是软岩巷道）快速掘进与支护技术与装备；深井冲击地压防治技术与监测监控技术；深矿井高产高效开采有关配套技术；深矿井开采热害治理技术与装备。（二）“三下”采煤技术提高数值模拟计算和相似材料模拟等，深入研究开采上覆岩层运动和地表下陷规律，研究满足地表、建筑物、地下水资源保护需要的合理的开采系统和优化参数，发展沉降控制理念和关键技术，包括用地表废料向垮落法工作面采空区充填的系统；研究与应用各种充填技术和组合充填技术，村庄房屋加固改造重建技术，适于村庄保护的开采技术；研究近水体开采的开采设计，工艺参数优化和装备，提出煤炭开采与煤炭城市和谐统一的开采沉陷控制、开采村庄下压煤、土地复垦和矿井水资源化等关键技术。（三）优化巷道布置，减少矸石排放的开采技术改进、完善现有采煤方法和开采布置，以实现开采效益最大化为目标，研究开发煤矿地质条件开采巷道布置及工艺技术评价体系专家系统，实现开采方法、开采布置与煤层地质条件的最优匹配。实行全煤巷布置单一煤层开采，矸石基本不运出地面，生产系统要减化，同时实现中采与中掘同走发展，生产效率大幅提高的经验的同时，重点研究高产高效矿井，开拓部署与巷道布置系统的优化，减化巷道布置，优化采区及工作面参数，研究单一煤层集中开拓，集中准备、集中回采的关键技术，大幅度降低岩巷掘进率，多开煤巷，减少出矸率；研究矸石在井下直接处理、作为充填材料的技术，既是减少污染的一项有利措施，又减化了生产系统，有利于高产高效集中化开采，应加紧研究。采煤方法和工艺的进步和完善始终是采矿学科发展的主题。采煤工艺的发展将带动煤炭开采各环节的变革，现代采煤工艺的发展方向是高产、高效、高安全性和高可靠性，基本途径是使采煤技术与现代高新技术相结合，研究开发强力、高效、安全、可靠、耐用、智能化的采 煤设备和生产监控系统，改进和完善采煤工艺。
中文摘要论述了PVC的结构性能。PVC可分为软PVC和硬PVC。其中硬PVC大约占市场的2/3，软PVC占1/3。软PVC一般用于地板、天花板以及皮革的表层，但由于软PVC中含有柔软剂(这也是软PVC与硬PVC的区别)，容易变脆,不易保存，所以其使用范围受到了局限。硬PVC不含柔软剂，因此柔韧性好，易成型，不易脆，无毒无污染，保存时间长，因此具有很大的 开发应用价值。PVC的本质是一种真空吸塑膜，用于各类面板的表层包装，所以又被称为装饰膜、附胶膜，应用于建材、包装、医药等诸多行业。其中建材行业占的比重最大，为60%，其次是包装行业，还有其他若干小范围应用的行业。由于PVC树脂具有耐氧化、耐火等特性，易成型，价格合理，现在也广泛用于电缆外护套的生产，在电缆电线行业应用广泛。我公司用的PVC树脂型号是H-70和ZH-70（阻燃型），由于PVC的结构比较稳定、在生产中和应用中没有任何污染，所以在生产中应用广泛。在电缆中还有很多材料都是高分子材料，电缆线芯中间我们用的一种填充材料是网状聚丙烯，用于衬托电缆的圆整性。绕包时用的是一种聚酯带，它具有强度高，耐火等特性。所以说高分子材料它是当今世界上深受喜爱、颇为流行并且也被广泛应用的一种合成材料。 关键词： 应用广泛、耐老化、耐氧化、耐火、结构稳定、易成型、柔韧性好、无污染、价格合理、
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团队成员接上团队毕业设计论文资料： 一种产品的人来说，每次见到的都是同一个造型，使本来就很枯燥乏味的办公室工作更加单调。胶水对于使用者来说就是一个工具，虽然经常漏水，有时甚至会污染工作成果。但对于使用者来说，一个满足了他们所有需要的产品是没有挑剔的必要的。设计者和用户在本能的设计水平达到协调，产品是可以变为现实的。 行为水平的设计主要是关于用户使用产品的所有经验，这其中的经验包括使用的乐趣和效率。用户使用一种产品是会积累经验的，哪怕只是一次，也会留下印象，并且是对同类产品留下的印象。每次的经验都会对下次的使用起到积极或消极的作用。如果经验是积极的，比如胶水从来没有泄漏的麻烦，使用者会对产品产生一种额外的安全感，他们会把胶水随身携带而不用去担心胶水污染书本或书包等。 这种设计已经考虑到产品在长期使用时所产生的后果和影响，而不是仅仅设计出满足特定功能。可以肯定，设计者在开发产品时做过了很周密的调查，对胶水产品的资深使用者进行过深入的采访，并且在下一代设计的产品中满足若干个除了功能之外的几个行为水平设计的要求。固体胶在防止漏水的设计要求方面做的无懈可击，对长期使用液体胶水并且受漏水困扰的人是一个致命的诱惑。 在通信设备的设计领域有一个很经典的例子，就是手机的设计，彩屏的手机与以前的黑白显示屏的手机并没有提高基本的通信功能，而人们都是没有任何科学理由的去热爱它，对于那些不需要使用拍照等功能的人们来说，仍然喜欢使用彩屏手机，因为彩屏手机所提供的色彩与使用者所认识的真实的多彩的世界更加接近。手机所显示的世界与现实世界在颜色上有一种先天的映射，自然地唤醒了熟悉的感觉，达到让使用者一见钟情的效果。 反思水平的设计包括了更多方面，比如产品给人的感觉，产品描绘了一个什么形象，产品告诉其他人它的拥有者是什么样的品味等。经常看到有人向别人热心的讲解一种自己拥有 5 北京林业大学本科毕业论文(设计) 的产品是怎样的工作，这种产品所带来的一个故事，或者还有其它愉快的回忆。 现代的人们在购买产品的时候不仅是在考虑产品的功能和产品使用的效率，是否容易损坏等等，人们开始去考虑，当买了一种产品后怎样跟别人解释产品的功能，购买的动机，这是一种和其他人产生共同话题的很好的方式，还有会考虑到当别人看到我购买的产品时，会对产品的主人产生怎样的印象。人们在购物时，希望自己购买的产品可以给别人留下自己是高品味的消费者，并且精明干练的印象。 对于胶水的设计来说，希望设计的产品使消费者能够自发的感觉到很自豪地去拥有它，因此外形就要符合人体工程学，并且能够在其它的同类胶水中显示出个性。产品中一定要考虑到绿色环保的要求，让购买产品的消费者能够很自然的被归类为爱护大自然的环保主义者。使用胶水的过程中，会有额外的乐趣产生，还有可能成为家中或办公室内很好的陈列品与摆设。一个产品如果达到这种理想的境界，会使那些苛刻的消费者都会忽略它的缺点，因为产品所带来的附加价值已经胜过所有其它。 6 北京林业大学本科毕业论文(设计) 此包装设计采用倒置滚擦式系统包装结构。 此产品为液体胶水的包装结构设计，液体胶水为无色透明粘稠液体，属于办公用品。 胶水容量85ml，重约130g，售价约人民币3～5 元，属于中档以上产品，与同类商品相比较，采用滚擦式密封系统，产品本身设计为涂胶部分倒置，方便用户使用，可在胶水量不足时灌装补充胶水，节约原材料，利于环保。 产品定位为办公用品，主要消费对象为办公室工作人员，及热衷于手工制作和 DIY，并且享受生活热爱生活的消费者。 目前的消费动向趋向于自然的，本能的且有亲和力的使用方式，与其竞争的主要产品是固体胶，产品目标是替代原始的海绵头液体胶水包装，为枯燥的办公室增添活力与生气。主要销售地点为各个办公用品商店和写字楼密集地区的超级市场。 使用方法：瓶体正常姿态是倒置在底座中，使用时将瓶口从底座中拔出，将塑料球在目标表面上滚动，完成涂胶。如果要连续使用，就将胶水倒插在底座中，也可以将瓶体平放在桌面上。 Over view design 球体采用PET 塑料，直径28mm，球体的尺寸是整个设计的基础与衡量的标准。 采用塑料的原因，是采用了其质量轻，并且工艺简单的有点。由于办公产品多为轻便顺手的工具，采用质轻的材料可以与其它的办公用品合理搭配。曾经为了使整体包装的结构能够使其重心下移，考虑过使用玻璃材料，但玻璃滚动球与玻璃的支撑架才能发挥出理想的效果，如果其它的结构也采用玻璃的话，那设计的产品会成为办公室中最重的工具，使用户转向选择其它的替代品。 7 北京林业大学本科毕业论文(设计) 结构上，塑料球本身是粗糙的表面，使用时持续转动，以保持湿润。 滚擦式系统是本设计的关键部分，嵌在密封瓶颈部的塑料球，充当着涂抹器的角色。瓶颈部塑料球的安置，既不能太松，也不能太紧，太松则会泄漏，太紧球体无法移动。塑料球有一个密封帽，它应能够合适地扣在瓶颈处的密封圈上，保持球体的湿润，随着使用时球体的滚动，把粘稠液体源源不断的带出来，涂敷在目的表面上。 Ball-sealed system 对于粘稠的液体而言，滚擦式密封系统是最佳的选择对象，只是最近几年才见到的应用，在纺织工业用于粘稠的工业原料的涂敷等。最新上市的化妆品中有的也采用了这种结构，看在共同参考了工业领域和化妆品领域的滚擦式系统的应用后，开发出滚擦式密封涂敷系统在办公用品领域的应用。 工业上的滚擦式系统要求大容量，大直径的结构来滚擦式密封系统的开发与应用领域才刚刚起步，本设计是以满足工业生插入瓶体的部 用，使其能最外的半径小于球的最大半径，这样才能将球体嵌在瓶颈内产要求，为了达到要求的力学强度与流量精度，通常采用两个部分结构，滚动球与瓶颈。瓶颈有为两个部分，内盖与内塞，内盖是瓶颈处限制塑料球的结构，内塞是瓶颈与瓶体结合时要够自由转动，少许移动。内盖的，从外向内约束球体。但瓶颈并没有与球体紧密接触，有一定的间隙以供球体正常转动并使胶水能够顺利流出。内塞起到向 3d view of ball-sealed system 分。瓶颈整体上起到约束球体的作 8 北京林业大学本科毕业论文(设计) 外的支撑作用，与内盖配合从内向外约束球体，工业领域的应用中，为了更好的控制精度，内塞在起到正常的支撑作用的同时，还要起到与球体之间形成缝隙以控制流量大小的作用。 化妆品领域的滚擦式系统由于要与人的皮肤接触，因此对滚动速率与流量控制没有工业要求的严格，强调的是使用过程中的质感与舒适度。应用化妆品的滚擦式涂敷系统也只由两个部塑造的弹性，产生向外的支持力，在瓶口处形成密封。但在包装直径为30mm。瓶颈总高24mm，装配上塑料球后总高32mm。塑料球与瓶颈的装配是从产品的设计要符合使用习惯。对于已经形成用户习惯的产品，要改进时要以更能方便用用户没有用过的新产品，则要创造用户习惯，并且创造的用户习惯要考虑到将来用户在使用时不用翻转，直接平移即分组成，滚动球与瓶颈。不同的是，内塞只起到由内向外的约束支撑作用，对流量的精度控制没有控制。因为化妆品的包装结构比工业应用要小很多，结构设计应相对紧凑，并且作为日用品使用时的强度要求和精度要求也比工业应用小很多，结构设计就要更多的考虑功能性要求。因此在笔者所调查到的化妆品包装设计领域里面，内塞设计的作用被简化了。从选材的角度来看，化妆品的包装设计多采用塑料，玻璃等材料，使化妆品从质感与触觉上比工业领域的应用更具亲切感。 瓶颈的设计思路里面有一部分是为了加强密封性，希望内塞的结构可以设计成具有弹性且中心向外突出的网状，利用其结构上设计弹性会使工艺实现上增加复杂度，设计出的效果与付出的成本有失比例，因此基于成本与性价比考虑，不才用这种方案。在内塞上设计四个对称的凸台，与塑料球形成配合，使塑料球顺利滚动。至此，对于一种办公用品的包装结构已经完全满足了设计性的密封要求。 瓶颈的尺寸设计最初由塑料球决定，塑料球的直径定为 28mm，因此瓶颈内盖的内直径为29mm，外内盖处直接压进去。内盖的最小直径为，比塑料球的28mm 略小，利用这个小差距把塑料球嵌在里面。内盖的最小半径处与塑料球紧贴，能够起到刮刀的作用，防止杂质等被粘到胶水瓶中。如果在使用过程中并且可以在必要时将其顶出。 户为前提；对于的改进空间。此次重新设计的胶水包装，打破以往都是正放的惯例，采用倒置。这是因为用户在使用胶水时，绝大多数都是将涂胶部分冲下与被粘结物接触而涂胶的，因此，设计就要使产品的陈列状态与使用状态尽量的保持一致。 通常，用户使用胶水时都是将胶水倒置涂在被粘物的表面，所以胶水瓶的正常使用方向就是倒置的，如果将胶水瓶本身就设计成倒置的，那么 9 北京林业大学本科毕业论文(设计) 可。省了用户不必要的等待时瓶体整体采用圆柱体，弧线造型。由于采装结构，瓶体也需倒置。瓶体高 8 瓶体整体形状采用截面为类似圆角矩形。采用放置，为了连续的使用而不必每次都扣盖，开设计的形状正是迎合了这种用户需求。 如果每次都翻转，必然会浪费很多不必要的时间，尤其是用户断断续续的使用胶水，需要反复的执行粘一下，放下胶水瓶的动作的时候。既然倒置，那么瓶盖也要倒置，并且要设计成可以充当胶水放置的平台，胶水的尾部设计成不规则的形状，暗示使用者它是不能正放的。由于整个瓶身的直径比瓶口滚擦式系统的直径都要大，所以哪怕胶水瓶在用过之后，不放入外盖中，平放是也不会使胶水瓶滚动，使涂胶头粘到桌面上。 当包装内所含胶水量过少时，不必像以往的正放的包装那样使用时要特意倒置一段时间，等待胶水聚集足够多可流出涂胶头时才能使用，倒置的包装设计节间，因为胶水始终都集中在涂胶头附近，可随时挤出。 Body design 1 用整体倒置的包 3mm，组装上瓶颈后，内直径为 26mm，瓶体内部有效深度为 68mm。瓶体最前端结合处的前5mm 与瓶颈扣合连接，正常使用时，不会打开。结合处的后端与外盖（底座）连接，上面设计了两个凸缘，可以起到固定连接的作用。 通常的胶水等盛装液体产品的包装容器都会圆形界面的包装结构设计方案，因为圆形的包装有效利用面积较大，并且在工艺方面很容易实现。但圆形截面的包装结构在用户使用时会有一些问题，就是当瓶体平放时容易在工作台或桌面上滚动，很多时候瓶盖的丢失主要都是这种原因。 用户在使用过程中很经常是使用过后随手盖带来麻烦，瓶体但瓶盖与瓶体配合的部分仍然采用圆形截面，因为瓶盖与瓶体配合是胶水在使用中一个 10 北京林业大学本科毕业论文(设计) 重要的使用行为，圆形的对称性使扣盖的配合做到最容易，最节省时间，如果采用为了防止滚动部一致的弧线造型，保持始终竖直状态。 圆形瓶体设计的主要依据是考虑到可重复利用的包装设计，胶水的颈部与瓶体是分离的，并设计成是可以在需要灌装新胶水时拔出的。用户会发现瓶颈与瓶体的连接并不是螺纹连接点，由于外盖不仅防止胶水干燥，还要承担座的作用，因此外盖的设计为了加强稳 包装的重心包装结构的设计中不需考虑过重的部分，底座的不绝对对称的截面图形，用户在扣盖的时候要为了使瓶口与瓶体的接口形状吻合浪费不必要的时间。 瓶体内部形状的设计也经过深思熟虑，为了使胶水在瓶体内流动保持最好的流动性，瓶体内壁不采用与外，而是严密的扣盖式结构，正常使用时的力量不会打开，以保证用户的正常使用。 补充胶水时，需要倒置瓶体，使瓶口朝上，由于瓶体尾部为了暗示用户其倒置的特 Body design 2 尾部采用的截面是弧线，无法倒立于桌面上，因此尾部的半径大小要求可以像瓶口一样可以插在底座中。虽然可以倒插在底座中的设计只是在重新灌入胶水的时候才能用到，在整个产品的生命周期中也只能使用很少的几次，甚至在用户马上要进行重灌胶水的操作时才会发现这个功能，但它是必须的。一个成功的考虑周到的包装设计应该在完整的生命周期中起作用，而不仅仅是局部功能性的考虑。 所有瓶体的重量的底应该以要以稳定为前提。外盖的造型应该大于其上的所有结构，包括瓶体和瓶颈。其次，偏下，底座设计成铸造的实心体，底座是整个的重量有利于用户拔出胶水瓶，正常使用。 定性，为了使整体 11 北京林业大学本科毕业论文(设计) 底座的另一个应用是可以协助重新灌胶水。 外盖与瓶体采用凸缘连接。两个凸缘，当扣盖时，会有两声提醒。 塑料因为琪泛使用，玻璃则给人一种高贵的外观感。玻璃的璀璨夺目非常适合与香水瓶的包装设计可包装原始目的得到实现。PET 的手感较优于玻璃，并且由于瓶体的弧 塑料和玻璃是日用品包装的主选材料。因此仅讨论塑料和玻璃的选择原因。坚固耐久而被广装，而塑料则凭借着合理的价格和较轻的质量在包装材料的竞争中独占鳌头。 塑料瓶是通过各种加工方法制成的塑料包装中空容器。塑料的强度大，质量轻，价格低廉和不易破碎等特点使其在包装容器领域立于不败之地。不仅如此，种类繁多的塑料包以在短时间内实践并付诸生产，能够做成各种各样规格，透明及不透明的各种着色的瓶子。塑料瓶印刷性能很好，可以采用热转印，喷墨，印刷等方法把说明书，标识，条形码直接印在塑料瓶上面。由于塑料瓶具有各种优异性能，因此成为化妆品等最主要的包装容器。 塑料瓶主要采用聚氯乙烯（PVC），聚乙烯，聚丙烯，聚苯乙烯等材料制造。现今可以采用的塑料材料丰富多彩，随着科技进步，塑料制品又具有了从前玻璃瓶才有的透明特性，能各种化学品。高透明度和诱惑力的包装产品层出不穷。PET 塑料瓶和容器在沐浴露，护肤品等领域的增长尤其快。对某些产品而言，PET 瓶是最理想的包装材料。PET 瓶触感柔软，其表面可进行多种装潢处理。 基于塑料包装材料的发展状况以及强度和外观装潢要求，本设计选择PET 为主要包装材料，利用其透明性是包装设计的线造型设计，用户在使用产品时会有本能的挤压瓶体的动作，因此瓶体需要有可以轻微捏动的弹性，PET 的材料特性也满足这一点。 12 北京林业大学本科毕业论文(设计) 使用透明的包装设计的目的是为了方便用户得知胶水的剩余量。多数的胶水瓶设计都是透明的瓶身，因此本设计也要采用这个优点，透明的瓶身会增加消费者购买时和使用时的安全感，使用户始终感觉到对自己产品的用量了如指掌，并为及时填充新胶水带来方便的提醒。 透明性是产品设计者与生产厂家表白自己诚实与对产品自信的坦然态度，也能有效避免和消除消费者对产品质量所产生的困惑。包装在表面采取透明的效果不但使产品的优良品质一目了然，而且对于日用办公消耗品来说，包装内容物使用的剩余量也是用户需要随时了解的重要特征，可以方便地随时提醒用户进行更换或重新灌注胶水。透明包装使用户不必直到胶水用尽时才意识到要补充胶水。 初次使用本包装设计时,由于用户有为了防止干燥的经验,每涂胶一次都会把瓶体重新插入底座,符合用户使用其它胶水产品的经验。如果需要连续的使用，就可以直接把胶水瓶平放在桌面上，或者反插在底座上，省去很多其它胶水瓶设计每次都要开盖的时间。 一个良好的设计产品，尤其是新产品或新的使用方法,应该使新用户能够很快上手，而使老用户能够高效工作。滚擦式密封系统应用于粘稠液体的涂敷对于用户来说是本能的反应，给用户带来一种久违的亲切感，当正常使用产品时，也会留下良好的使用经验。 胶水由塑料球密封在瓶体内，表面粗糙的塑料球在瓶体内部与胶水接触，吸附胶水，使用胶水的时候，塑料球在被粘接表面上滚动，吸附胶水的表面滚到瓶体外部，与被粘结表面接触，把胶水涂到目的表面，完成任务。塑料球不断的在目的表面滚动，与目的表面接触，把胶水源源不断的转移给目的表面，由于颈部的结构的设计，限制了嵌在里面塑料球的移动和胶水的流出方式，使胶水的流出很均匀，达到理想的粘接效果。 涂胶均匀，理想的粘接效果也是滚擦式密封系统的最大优点。
论文的写法希望可以帮到你，液体胶水的包装设计 毕业论文资料供你参考借鉴： 胶水是必备的办公用品和日常生活用品，但在办公用品的范畴内，书写工具，绘图工具和计量工具等的设计都有很好的发展，但胶水包装设计的发展几乎停止，现在能够见到的液体胶水包装形式也同几十年前没有区别，并且目前市场上使用的胶水多数被固体胶取代，也导致液体胶水的包装发展停滞不前。本设计就是总结过去的液体胶水包装设计的失败之处并结合固体胶的优点重新对液体胶水包装进行设计。 包装结构的设计思想里面通常包括功能性设计和提高工作效率的设计，但作为工具类商品的包装设计，用户每次使用都离不开包装，因此包装设计它还要包括激发消费者购买欲望的部分，甚至是激发消费者的好奇心和拥有产品后的自豪感。这就要在造型和功能上设计出与众不同的结构和特色。 I 北京林业大学本科毕业论文(设计) Water Glue Package Design Abstr act Water glue is a necessary part of office accessories. As writing tools, drawing tools, measures are developed very well, glue package is always the same as it is several decades ago. And the glue market is almost replaced by glue stick, which makes the development of water glue package suspended. This paper is to refresh the water glue package design, basing on defects of former design and advantages of glue stick. Regular package design mainly includes functionality and efficiency, but some tools should be designed to inspire purchasing desire , curiosity and being proud to having them, especially they always be used with package. So the shape and function of package must have distinctive structures and features to achieve the purpose. Key Wor ds: water glue, glue package, str ucture design II 北京林业大学本科毕业论文(设计) 1 ............................................................................................................................................................ 1 常见各种胶水包装............................................................................................................................... 1 液体胶水....................................................................................................................................... 1 固体胶........................................................................................................................................... 1 强力胶（万能胶）........................................................................................................................ 1 金属容器包装................................................................................................................................ 1 各种胶水的缺点及启发...................................................................................................................... 1 液体胶水...................................................................................................................................... 1 固体胶.......................................................................................................................................... 2 强力胶（万能胶）........................................................................................................................ 3 金属容器包装................................................................................................................................ 3 2 .................................................................................................................................... 4 本能水平的设计.................................................................................................................................. 5 行为水平的设计.................................................................................................................................. 5 反思水平的设计.................................................................................................................................. 5 3 ............................................................................................................................ 7 塑料球.................................................................................................................................................. 7 滚擦式系统.......................................................................................................................................... 8 瓶体倒置.............................................................................................................................................. 9 瓶体设计............................................................................................................................................ 10 弧形瓶体设计.............................................................................................................................. 10 圆形瓶体设计...............................................................................................................................11 底座（外盖）.....................................................................................................................................11 材料选择............................................................................................................................................ 12 4 .................................................................................................................................. 13 透明性的考虑.................................................................................................................................... 13 使用效率............................................................................................................................................ 13 胶水流动路线.................................................................................................................................... 13 III 北京林业大学本科毕业论文(设计) 倾斜的考虑........................................................................................................................................ 13 儿童安全盖的考虑............................................................................................................................. 14 5 .......................................................................................................................................... 15 6 .......................................................................................................................................................... 16 .............................................................................................................................................................. 17 ...................................................................................................................................................... 18 IV 北京林业大学本科毕业论文(设计) 胶水是日常生活与工作的必需品,随着包装设计的进步和发展,出现了很多种商品的包装形式，各种包装形式都曾在市场上占有一席之地。 液体胶水多为办公胶水。办公用胶水通常采用透明塑料包装，在顶部装有海绵头，用于吸附胶水以涂在被粘结物上。 固体胶价格稍贵但使用与携带都很方便，并且用胶量较易控制，粘贴效果好，较普通胶水平整，但胶棒直接与被粘物接触，并且直接暴露在空气中，忘记扣盖的话，胶棒会风干而失去粘接效力。也属于办公用胶水之一。 强力胶多采用金属软管包装设计,通常包装量为5g 到10g，因为通常消费者都不会使用大量的强力胶，与办公用胶水相比不属于日常用品，有一定专业性质。 大多为铁罐包装，部分包装顶部带有扣盖，但开启使用的时候不方便，属于快速消耗品的包装，不易保存剩余的产品。但笔者自修车师傅处见到一种使用此类包装保存剩余品的方法：在金属包装的侧面用钉子穿孔，从废旧的内胎上剪下一小圈作为封口。当再次使用时，扒开即可，不使用时，弹性使其密封。 ，利用其弹性，套在穿孔处每一代产品的出现都有其现实的使用价值，当然同时也会受到当时的科学技术的限制，每一种产品都有其特点以给后续的升级产品提供有用的参考价值。 Water glue 1 北京林业大学本科毕业论文(设计) 目前在国内仍然可以买到，但国外已淘汰的产品，价格便宜，使用也很方便，属于实用设计的典范，通常在办公室内等相对稳定的环境内使用，目前常见的是大型考试的考场中在桌子上贴考号的时候使用，因为贴考号对粘结强度要求不高，只是临时使用，并且在使用后可以方便的消除粘贴过的痕迹。属于教室配备的辅助用品，目的是适应教室的多功能要求。 其重要的缺点就是容易漏胶水,加之包装密封性不够完善而导致携带不方便，每一个液体胶水的使用者都会担心在携带的过程当中泄漏，污染其它物品，造成不必要的麻烦。并且这种包装通常都是一次性的，没有重新灌装新胶水的考虑。 固体胶广为流行的重要原因就是其方便携带的特性，它弥补了液体胶水在设计中的先天缺陷。既然一种产品被归纳为日常用品，这种产品就应该适应日常生活场所的多变性。每一个擅长或了解使用日常生活用品的消费者都会对工具的便携性提出一定要求，以适应不同的工作场所，另外，产品还应满足不浪费的原则。例如，胶水产品便携性得不到保证，还存在密封不严，内装物泄漏带来的浪费，会造成使用者心理上的负罪感。通常还有来自其它人对产品使用者的指责，因为指责的人直觉的意识到浪费是使用者的不小心，而不会注意到浪费是由于产品包装本身的不合理。因此，与国内常见的液体胶水相比，固体胶具有方便携带、不易泄漏的优点。 固体胶当然也有缺点，就是它的盖子容易丢失。改进方法一，增大固体胶尾部的直径，将盖子正扣在固体胶的尾部，使其与盖子的直径形成配合，则可以解决固体胶盖子容易丢失的问题，但从此会造成固体胶本身的直径与包装体的直径差距过大，导致单位面积上能够排列的固体胶包装的数目减少，从而减少集合包装的有效利用面积。并且从此造成的上大下小的固体胶包装形象，破坏了一致性的原则，使其与办公用品的其它种类不协调。 改进方法二，反扣。缩小固体胶包装尾部的直径，同样使盖子与尾部形成配合，使盖子反扣在尾部上，由于盖子的尾部通常设计为易于拧动旋转的有棱的形状，本身固体胶包装的供拧动的部分就很小，如果采取这种方案必然减少拧动部分的面积，大大减弱固体胶包装关键部分的易用性，同样不可取。 Glue stick 固体胶的另外一个缺点是涂敷不均匀。粘接后使被粘接表面的粘接力参差不齐，如果要达到理想的粘接力，浪费固体胶。例如，通常在纸上涂一条均匀的固体胶是不容易的，涂胶 2 北京林业大学本科毕业论文(设计) 量不平衡，当两个表面粘接时，纸张在这条涂胶的部分受力不均，可能倒置断断续续的粘连效果。 因此目前的固体胶包装已经在能够做的易用性方面达到最优化，并且当用户因丢失盖子而导致影响固体胶的正常使用时，用户通常不会想到是设计的一个小缺陷，而只会抱怨自己的不小心。能够唤醒用户的自我反省意识的产品同样也是成功的设计产品。 固体胶是一次性产品，固体胶的瓶体与胶棒是一体的，当胶棒用尽时，瓶体也就失去作用了，没有包括补充胶棒的设计。 万能胶的设计重点是在万能上，表明其用途广泛，由于其粘接能力足够大到适应大部分用途，陶瓷、塑胶、木材、橡胶、皮革、金属等，通常也叫做强力胶。每当生活用品有损坏的时候，如果有弥补的可能，大家都会第一时刻想到用强力胶去修补，这也是强力胶能够深入到各个家庭的优势。在模型制作领域也是非常通用。 强力胶的缺点是使用方法与注意事项比一般的胶粘剂复杂，需确保粘贴物表面清洁，在涂胶粘贴后，将被粘接的两面压紧约 10 秒钟甚至更长，才能达到理想的效果。但由于使用强力胶时需要获得的粘贴效果也是最高的，因此使用步骤的复杂并没有的影响消费者对强力胶的依赖，消费者也认为想要得到更好的粘接效果就要有更复杂的使用步骤。金属包装的万能胶对密封性都有很高的要求，因此包装结构不得不设计成不可拆卸，一体的包装形式，因此都为一次性包装，也不可能有考虑重新灌装的结构。 All-pur pose glue 通常万能胶采用金属软管或塑料瓶包装，每个包装的容量都很小，如5g,10g 等。 金属桶包装的胶粘剂使用范围相对其它包装形式的胶粘剂产品要小一些，但仍然是一个很大的市场，并且相对稳定，主要是供给加工修理行业的使用，通常这种行业的用胶量相对较大，如果都采用金属管状的包装，会提高成本。对于这种把胶粘剂作为主要消耗品的行业，金属桶包装是一个很好的选择，但通常开启会出现问题，要不要设计出胶口是一个很重要的平衡成本的问题。 3 北京林业大学本科毕业论文(设计) 设计日用产品的一个好处是，设计者本身也是使用者，在产品从雏形到成品的过程中，设计者还充当着测试者的角色，不断地在亲身体验半成品的优点与缺点，当下进行改进。设计者能够作为消费者去体谅别人，为了避免测试过程中产生的对产品的抱怨和不满，设计者努力地去工作去迎合消费者，同样也是在满足自己的要求。自己设计出的产品对设计者本人来说会有一种自然的亲和力，设计者也会设身处地的想到这种亲和力对其它的使用者会起到多大的作用。最优秀的产品创造出积极而持久的亲和力，这种亲和力将随着时间的流逝展现出来并得到加强，成为你的品牌在用户生活中的化身。 在产品生产如此发达的今天，想要让消费者对产品感兴趣，一个好的包装设计会在第一时间赢得消费者的青睐。单纯依靠良好运作的物品未必会受到用户的喜欢。因为人都有感情的一面，对待一个产品，除了理性分析之外，还有感性认识成分。而且很多时候，感性认识比理性认识对人们做出决定更为关键，这说明情感因素的重要性。因此一个成功的设计者，必须在重视产品易用性的同时，还要强调产品对用户的情感影响。在Emotional Design: Why we love (or hate) everyday things 中，Don Norman 提出有三种水平的设计（Three Levels of Design），本能的（Visceral），行为的（Behavioral），反思的（Reflective）。 因此考虑包装设计的时候要为了满足产品的三种水平而设计，即本能水平的设计，行为水平的设计，反思水平的设计。 Three levels of processing: Viscer al, Behavior al, and Reflective. 4 北京林业大学本科毕业论文(设计) 本能水平的设计主要涉及产品外形的初始效果。就是满足产品的基本功能的外形，产品 的设计主要考虑产品的功能，能够拥有放置胶水的容器部分、将胶水挤出的海绵头、防止将胶水长期直接暴露在空气中的盖子，不需要很高级的密封技术，也没有很炫目的造型，很朴素，用户在使用时能够从简单的造型中立刻理解此产品的功能与用途，功能表达方面很完美，但如果对于一个长期使用同
材料专业毕业论文开题报告
开题报告是指开题者对科研课题的一种文字说明材料。这是一种新的应用写作文体，这种文字体裁是随着现代科学研究活动计划性的增强和科研选题程序化管理的需要而产生的。下面是我为大家收集的关于材料专业毕业论文开题报告，欢迎大家阅读!
论文题目： 高聚物对水泥抗蚀性能的影响
1、国内外研究现状、水平及存在的问题：
随着建筑科技的进步与发展，一种新型化学建材正悄悄的却又以飞快的速度在中国建筑界得到应用和发展，这就是聚合物水泥基复合材料。聚合物水泥基复合材料通常按其化学构成大致分为两类，一类是以聚合物为基、水泥作为填充料组合成的，最常见的如目前大量应用于工程防水的“聚合物水泥防水涂料”;另一类是以水泥为基，以聚合物单体或数种聚合物对水泥进行改性而组合成的材料，如各种聚合物水泥混凝土及各种聚合物水泥砂浆等[1]。原则上讲，聚合物水泥是聚合物改性水泥，它保持了水泥水化物的一系列优点，并用聚合物的优点弥补了水泥制品的不足。因此，聚合物水泥显示出了较大的抗压、抗冲击、抗穿刺能力及耐磨性，优良的抗渗性、抗腐蚀性及抗老化性，适当的弹性模量，而不需要刻意追求高的断裂延伸率[2]。
1923 年克莱森(Cresson)首次申请了有关聚合物硬化水泥体系的专利。他把天然橡胶乳液作为填料加入道路路面建筑材料中。1924年，Lefebure申请了用天然橡胶乳液使水泥砂浆及水泥混凝土改性的专利，第一次提出了用聚合物对水泥砂浆及混凝土进行改性的概念。从此，拉开了混凝土中添加聚合物的历史性序幕。1932年，Band第一个提出了利用人造橡胶改性水泥砂浆及水泥混凝土，也获得了专利。20世纪40 年代，人们先后尝试了用合成聚合物乳胶改性，以及把聚乙烯乙酸酯也用于改性的方法。50年代，这一领域的研究与尝试开始受到各国材料界专家学者的重视，并获得了很多项研究成果，许多成果在工程上也都得到了广泛的应用。60-70年代， 人们开始研究用液态和固态的聚合物，诸如聚合物单体、树脂、聚合物乳胶粉等对水泥砂浆及水泥混凝土进行改性。80年代，各国都投入了大量的人力、物力、财力，对混凝土改性进行了研究，随着科研成果的不断出现，这一领域也得到了极大的推动，研究水平得到了极大的提升。美国是世界上聚合物水泥基复合材料研究开发的先行国家，最早于50年代就开始了对其进行实际应用的尝试。
由于我国在聚合物水泥基复合材料方面的研究起步比较晚，所以，至今还没有出台相关方面的行业标准与测试方法。多数学者认为聚合物水泥基材料的增强机理主要是由于剔除了粗骨料，降低了细集料的粒径，从而提高匀质性，使集料所得集配曲线为非连续性的;另外聚合物在水泥浆内部聚结成网络结构，起到了很好的阻裂增韧作用。近年来，人们逐渐开始从微观结构方面对聚合物改性水泥基材料进行研究，认为聚合物颗粒的分散和聚合物薄膜的形成是聚合物水泥改性的主要原因。研究认为聚合物从两方面影响了改性水泥浆的结构: (1)混合后一部分聚合物粒子吸附在水泥颗粒表面，形成薄膜;(2)另一部分聚合物分散在孔中的液相中，当自由水完全被水化和蒸发消耗掉后，聚合物在孔中形成薄膜[3]。此外，关于聚合物在改性水泥砂浆中的分布，目前还存在一些异议。 按照著名的Ohama[4] 模型，聚合物均匀分散在水相中，随着水泥水化，水分减少，聚合物逐渐凝聚成膜，因而聚合物主要存在于改性砂浆的孔隙中。 Su[5] 等对新拌改性水泥浆水相成分的分析表明，在拌合开始就有相当多的聚合物被吸附在水泥颗粒表面，他们还发现，拌合初期被吸附在水泥颗粒表面的聚合物的量与聚合物乳液种类和乳液掺量有关。 通过含氯聚合物改性砂浆的EDAX 分析表明，在聚合物改性砂浆中，水泥浆体与骨料之间的界面上聚合物的含量较高。 Ollit rault-Fichet 等的研究也说明，聚合物颗粒最初会被水泥颗粒吸附，并最终被包埋在水化水泥的颗粒之中[6]。
在实际工程中，硅酸盐水泥易在酸和酸盐溶液中遭受侵蚀是因为：(1)硅酸盐水泥中含有大量的氢氧化钙及高碱性的水化C-S-H 凝胶、水化铝酸钙等水化产物，酸溶液中的H+与Ca(OH)2发生中和反应，使水泥石碱度急剧降低，进而造成高碱性水化硅酸钙和水化硫铝酸钙等水化产物分解，转变成低碱性水化产物，最后变成无胶结能力的SiO2·nH2O 及Al(OH)3等;(2)硫酸盐溶液中的硫酸根能和水泥石中的Ca(OH)2及水化铝酸钙等[7]发生化学反应，生成有膨胀性的石膏和钙矾石晶体，当这些结晶体在水泥石毛细孔隙中逐渐积累和长大，产生孔内应力，当应力大于临界破坏应力时，造成水泥试样破坏。由于水泥石本身也不密实，有很多毛细孔通道，使砂浆产生渗透性，使得水泥的使用性能下降。同时，侵蚀性介质容易进入其内部，以致由其配制的砂浆易受到腐蚀，导致水泥材料的耐久性下降。普通水泥砂浆不饱满、不密实，不能有效地形成具有防水抗渗作用的整体不透水层。它也存在抗压强度低、耐腐蚀能力不高等缺陷，其使用范围也受到了很大的局限。
而聚合物改性水泥由于聚合物及活性成分的掺入，改善了聚合物水泥砂浆的物理、力学及耐久性能，扩大了其应用范围。对水泥性能的改善主要体现在如下几个方面：
(1) 活性作用 聚合物乳液中有表面活性剂，能够起减水作用。同时对水泥颗粒有分散作用，改善砂浆和易性，降低用水量，从而减少了水泥的毛细孔等有害孔，提高砂浆的密实度和抗渗透能力。
(2) 桥键作用 聚合物分子中的活性基因与水泥水化中游离的Ca2+、Al3 + 、Fe2 + 等离子进行交换， 形成特殊的桥键，在水泥颗粒周围发生物理、化学吸附，成连续相，具有高度均一性，降低了整体的弹性模量，改善了水泥浆物理的组织结构及内部应力状态，使得承受变形能力增加，产生微隙的可能性大大减少。即使产生微裂隙，由于聚合物的桥键作用，也可限制裂缝的发展。
(3) 充填作用 聚合物乳液迅速凝结，形成坚韧、致密的薄膜，填充于水泥颗粒之间，与水泥水化产物形成连续相填充了孔隙，隔断了与外界联系的通道[8]。从而阻止了腐蚀性介质进入水泥石内部，提高了抗腐蚀和抗渗能力。
孙炎[9]曾研究冷混合沥青混凝土，用于道路工程;聚合物改性砂浆用于钢筋混凝土结构的永久模板，结果证明它们都可以更好地防止氯离子渗透和更好地抗碳化作用，从而提高钢筋混凝土结构的耐久性，掺加有硬沥青的钢桥面也具有更高的抗腐蚀性能[10]。鉴于此我们可以通过在水泥中掺杂沥青和石腊，来改善水泥的内部结构并填充其内部孔隙，从而提高水泥的抗蚀性，解决水泥抗蚀性较差的问题。
2、选题的目的、意义：
在我国，尤其是西部地区的盐碱地、盐湖区以及地下水中普遍存在着硫酸盐对水泥混凝土的侵蚀。在某些特种工业设施中，还存在有硫酸和硫酸盐的混合腐蚀以及H2S、CO2腐蚀等。从一些实例中我们可以看出，破坏水泥混凝土的主要原因一般都不是机械应力， 而是多种腐蚀或者是自身内部发生化学反应。这就引起了人们对水泥混凝土的耐久性能的讨论。因此，研究水泥的抗腐蚀性能不仅对建筑材料具有至关重要的作用，而且会对提高各种工程建筑的耐久性能有重大的经济价值和使用价值。关于聚合物对水泥砂浆改性的主要途径是在其中加入能起到改性作用的聚合物。从前人的研究中可看到，聚合物水泥基复合材料都显著高于普通混凝土的`力学性能，比如抗折强度、抗压强度、粘结强度等都得到了极大的提高。与普通硅酸盐材料相比，聚合物水泥基复合材料有着自身的优势见表1。
表1 聚合物水泥基复合材料与普通混凝土的比较 性能
材料 普通混凝土 PCC
W/C
断裂 1 50~60
冲击 5 80
密度
抗拉强度 2~3
抗折强度 5~7 150~200
抗压强度 40~50 200~300
此外，聚合物水泥基复合材料还具有良好的耐化学腐蚀、抗渗性、低温下的抗裂性等。这就使得聚合物改性水泥基复合材料在一定范围内部分取代了钢铁、高分子材料(像MDF 水泥基复合材料制作的唱片、轮胎都是具体的实例)[11]。它能提高水泥石的抗腐蚀能力主要是因为聚合物的添加提高了提高水泥石的密实度。混凝土结构正常情况下可以存在至少30年，但如果存在源于生物的硫酸腐蚀不过短短几年就会被破坏掉[12]。修复或完全取代这种腐蚀结构越来越有必要，但这种修复代价昂贵一直不能满足社会。然而通过沥青或石蜡对水泥进行改性，可大大提高水泥的抗蚀性，这无疑会节约了资源，减少了不必要的浪费，为社会积累更多的财富。
3、实施方案及主要研究手段：
、实验方案
、原材料的准备;
(1) 沥青粉的研制
制得分别过200目和300目筛的沥青粉，并适量添加矿物掺合料来减小沥青粉的粒度。
(2) 石蜡粉的研制
通过在石蜡中添加矿物掺合料来粉磨石蜡，并制得掺有石蜡的粉末。
、正交实验
(1) 因素水平表
因素水平用量(V%) 粒度(目) 温度(℃)
1 2() 100 100
2 4() 200 120
3 6() 300 150
(2) 根据正交表L9(34)列出以下几组实验：
序号用量(V%)粒度(目) 温度(℃)
指标
腐蚀前 抗压强度
(MPa) 抗Na2SO4腐蚀强度 (MPa) 抗Na2CO3腐蚀强度(MPa)
1 2() 100 100 2
2()
200
120
6
3 2() 300 150 4 4() 100 120 5 4() 200 150 6 4() 300 100 7 6() 100 150 8 6() 200 100 9
6()
300
120
注：括号内为石蜡的用量
、以硅酸盐水泥为基体，按以上正交方案分别掺加沥青、石蜡成型,每种高聚物与水泥的复合分别作空白样，3天强度测试样，腐蚀样。分别测定抗压强度，抗硫酸盐及碳酸盐侵蚀的能力。
、在把水泥块放入腐蚀液中前和从腐蚀液中取出，分别称取其质量，查看其质量损失。
、每一个过程留样分别作物相分析和微观分析，进行腐蚀机理分析。
、通过各组实验试样的对比，确定聚合物在水泥中的最优抗蚀配比。
、研究手段
(1)用扫描电镜观察沥青、石蜡改性水泥的微观形貌，以及硫酸盐、碳酸盐腐蚀后的微观形貌。
(2)用X射线衍射仪分析沥青、石蜡改性水泥的物相组成。
(3)用压汞仪测试水泥试样的孔结构;
(4)利用粒度分析仪测试各添加物的粒径。
4、选题的创新之处：
目前已有许多聚合物乳液(如苯丙乳液、纯丙乳液、乙丙乳液等) 用于水泥砂浆的改性，而采用沥青和石腊这两种聚合物对水泥砂浆进行改性的研究却相对较少。实验利用沥青和石腊高分子的熔胀性，在水泥水化过程中，沥青和石腊受外界刺激产生一定的熔胀从而填充水泥石的内部孔隙，提高水泥的密实度，达到提高水泥抗蚀性的目的。
5、预期研究成果：
沥青、石蜡与水泥混合成型后，一部分沥青、石蜡颗粒填充在水泥孔隙里，另一部分沥青、石蜡颗粒在一定外界条件影响下分散在孔中的液相中，当自由水完全被水化和蒸发消耗掉后形成膜。这两方面共同作用大大提高了水泥的密实度并阻止了腐蚀液与水泥浆体的接触，从而使水泥的抗蚀性能得到改善。
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转眼间大学生活即将结束，大家都知道毕业前要通过最后的毕业论文，毕业论文是一种、有准备的检验大学学习成果的形式，那么优秀的毕业论文是什么样的呢？下面是我精心整理的施工组织设计毕业论文参考文献，欢迎阅读与收藏。
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水泥窑用耐火材料的应用现状与发展古城炉料新型水泥窑用耐火材料介绍河南省新郑市古城冶金炉料厂坚持科技创新，依靠科技进步不断提升产品质量和档次，以满足各类大型水泥企业不断追求提高设备运转率、降低生产成本的内在需求，产品在市场上供不应求。2005年以来，厂内就瞄准了水泥企业的发展机遇，确立了依靠科技创新，走高端市场的发展思路，与国家级科研单位——洛阳耐火材料研究所、北京建筑科学研究院等国内知名科研院所建立起科研合作关系，对公司产品进行了全面优化和提升。古城牌耐火材料已形成六大系列60个品种，产品先后进入一些大型水泥企业。为了不断提升古城牌耐火材料的内在品质，公司以国外先进指标为参照值，制订出高于国家标准的企业产品标准体系，并以此作为科研开发的方向和产品质量考核的标准。与此同时，公司科研人员联合有关专家，对各种耐火材料的上百种配方进行科学对比研究和性能测试，以提高产品使用效果。在原料选用上，公司坚持选用优质原料组织生产。这些措施的采用使古城牌耐火材料的防爆、耐磨及热稳定性能远远优于国家颁布的《水泥窑用耐火材料使用规范》所规定的指标。第一部分古城炉料现代机立窑节能型衬里技术与实践机立窑水泥企业是中国水泥工业的特色，随着国家产业政策的调整，环保执法的力度加大，以及ISO新标准的实施，对立窑企业将是一个严竣的挑战，因此立窑企业只有加大科技投入力度，依靠合理的生产工艺、先进的生产设备、科学的管理方法，彻底的粉尘治理，才能够以低成本的投入，实现优质、高产低消耗（即各种生产指标、经济效益）达到现代化的水泥生产要求，立窑企业才有生存空间。机立窑是我国建材工业中大量消耗能源的窑炉之一，节约能源显得十分重要。十几年来随着机械化立窑的不断发展，对优质耐火材料的需求也日益迫切，这种市场需求，有力地促进了我所在耐火材料方面的研究更进一步，并向优质高效、多品种、系列化发展，在提高质量、发展品种方面又取得了一定的成绩。至今在全国400多机立窑厂家使用实践表明，可降热耗15—20%，且改善操作工况，为高产优质创造良好的条件。第一章：立窑窑衬的作用及机理一. 窑衬的作用1.保护筒体立窑是一个高温煅烧设备，料球在烧成带的煅烧温度达到1450℃，然而立窑筒体只是一个用一厘米厚的钢板卷制成的外壳，必须要求具有一定强度和密封性能的窑衬材料来保护它，共同承担来自窑内物料和气体的高温、高压、腐蚀、磨损作用，以完成物料在窑内的一系列物理化学变化过程。2.减少热损失每生产一吨熟料，需要消耗发热量为5500×的实物煤146～200公斤，这其中真正用于熟料煅烧的用煤约80公斤，即：理论热耗仅占51%；另外，蒸发料球水分的热耗占、熟料带走、烟气带走，其余为包括“窑壁散热”在内的各种热损失。因此，窑衬材料的隔热保温对于立窑煅烧节能十分重要。3.稳定热工制度在立窑内，物料主要依靠自重作垂直向下运动，相互之间交叉换位较少，造成料球受热不均；加上窑体结构带来的先天不足，如：“边风过剩、中心通风不良”及窑壁散热损失等原因，使中部需要热量少、边部需要热量多，在立窑的同一断面上，煅烧所需要的热量是不一样的，一般情况下，边部比中部多需要（300～500）×，这给生产工艺及煅烧操作带来难度。从传热角度考虑，优化窑衬材料、强化隔热保温效果、减少窑壁散热损失，是均衡立窑断面热力强度、稳定热工制度的最佳选择。4．改善立窑煅烧状态窑体内壁的形状由窑衬材料砌筑所决定，它直接影响着窑内风、料、煤的动态三平衡。上部预烧带的喇叭口角度、下部冷却带的倒喇叭口和倒阶梯形式，对控制立窑煅烧过程中的加料速度、上火速度、卸料速度三平衡至关重要。它不仅引导边风向窑中心移动、强化中心通风，而且在冷却带逐步扩大物料之间的空隙率，减小通风阻力、预热底风、改善熟料质量；近年来研制的新型节能窑衬材料，配套合理、热阻增大，还可以适当减薄立窑衬里厚度，在窑体规格不变的情况下，扩大窑内有效容积，提高单机生产能力及熟料台时产量。二. 立窑对窑衬材料的要求常用的窑衬材料实际上是由三部分组成：耐火材料、隔热保温材料和胶结材料。1.耐火材料①抗高温热力损失：耐火度不低于1580℃的无机非金属材料及制品称之为耐火材料。在窑内高温作用下，不软化、不溶化；在正常或不正常的情况下，都能保持一定的结构强度和体积密度的稳定性。这种耐火材料砌筑的窑体衬里，才能维持正常的操作和生产。②抗酸碱化学侵蚀：物料在窑内的煅烧过程，要经过一系列各种复杂的物理化学反应，不同部位产生的酸性气体或碱性熔渣都会侵蚀窑衬。尤其是烧成带，反应物料在高温下出现液相，对耐火材料的化学侵蚀作用更为强烈。因此要求材料不能参与化学反应，不出现粘料现象。③抗物料运动磨损：立窑煅烧过程中，物料从由上到下、从低温到高温、再到低温不停地运动。窑体内壁的衬里始终经受着物料的运动磨损，尤其是煅烧后形成的熟料磨琢性较强，对衬里的磨损更为严重。因此，砌筑在窑体内壁的耐火材料必须具备较强的抗磨能力。④规范的外形尺寸：耐火材料的砌筑质量对立窑煅烧过程有着重要影响。立窑内壁不圆，煅烧时容易引起“偏火”现象；砖面不平、接触不紧密，在窑内底火位置不稳定时，由于热震现象会发生衬里松动，降低使用寿命和窑体热损失增加等等。因此，耐火砖的形状和外形尺寸一定要规范和准确，这是保证砌筑质量最基本的条件。GC-75高强耐磨砖 100mm本产品采用多种规格的高铝熟料，并加入复合铝系超微粉和纳米级的硅微粉，使成品砖中氧化铝的含量达到75%以上，进一步提高了产品的抗侵蚀能力，延长了耐磨砖的使用寿命，使用时间达到一年以上，最高可达两年。性 能performanceSA化 学 成 份chemical compositionAl2O3, %≥75Fe2O3, %≤, %≤耐压强度 MPa cold crushing strength≥70体积密度 g/cm3bulk density≥荷重软化开始温度 不低于 ℃ soften temperature under load ≥℃≥1350耐火度 ℃refractoriness ℃≥17802.隔热保温材料①导热系数小：传递热量能力大小的物理量称之为导热系数。金属导热系数大于非金属、液体导热系数大于气体；数值越大，传热能力越强，反过来说：隔热能力越差。在固体材料中，一般把导热系数最小的（≤·℃）非金属材料称之为隔热材料。这些材料气孔多、分布均匀、容积密度小，隔热保温性能好。②热稳定性好：隔热材料的使用温度低于耐火材料，一般在1100℃以下。在使用温度范围内，要求长期工作不变质、不损坏、不腐蚀立窑筒体；材料中可燃物、有机物、含水量极少。③具有一定的强度和可塑性：隔热保温层一般设置在耐火砖与筒体之间，需要满足施工要求，并能承受一定的外力作用；除隔热保温制品之外，在其余空间还要用不定型的浇注料，来胶结成一个保温的整体。（1）GC-FB复合砖 120mm本产品无毒、无害、无污染、无刺激、防水、不可燃。容量轻，导热系数小，保温绝热性能良好，物理性能稳定，不老化，施工快捷，可随意弯曲裁剪。也是大型机立窑的必需材料。理化名称physical &chemical name单位unit指标和数值index & dateAl2O3+SiO2 ≥%96Al2O3 ≥%50Fe2O3 ≤% ≤%工作温度 ≥service temperature℃1000—1200渣球含量(>) ≤slag content (>) ≤%5线收缩1150℃×6h ≤linear shrinkage 1150℃×6h ≤%4含水量 ≤water content ≤%容量volume densityKg/m3100—150（2）GC-QZ多孔保温砖 180mm本产品是采用轻质骨料和耐火粉料混合制作，具有多孔结构的保温砖，导热系数降低到小于等于 W/（），筒体高温带外部的温度小于等于45℃，保温性能更好，热能损失更少，节省了能源。因而达到整体密实的保温效果。理化名称physical & chemical name单位unit指标和数值index and date常温耐压强度 >cold crushing strength >MPa3重烧线变化 不小于2%的试验温度test temperature of linear change on reheating, ≥2%℃1350导热系数coefficient of thermal conductivityw/(m·k)建议使用温度suggested service temperature℃1200体积密度 液体压强实验一个瓶子扎几个小孔，并往里面装满水。其中一根胶管插入一个小孔，胶管的另一头连着一个漏斗。我们会发现此时水没有往外流。但我们从漏斗里面往瓶子里灌水，会发现水从小孔里面流了出来。原因是外界的大气压与瓶内的液体压强相等，所以水没有流出来。当我们往漏斗里注水时，间接的使液体的深度增加了，液体深度越深，液体压强越大。当这个液体压强大于外界大气压时，瓶内的液体就会从小孔流了出来。 暑假中学校布置要做一个叫“塑料瓶潜水艇”的小制作，我做了一个，效果还不错。这个“潜水艇”制作起来很容易:先准备一个塑料瓶，两根塑料管，橡皮泥和卡纸少量。需要的工具也很常见:剪刀、刀片和小锥子。对了，还有必不可少的塑料绝缘防水胶带(橡皮胶布)。用刀片将塑料瓶的瓶底整齐地切下来，在瓶内放一小块橡皮泥并用塑料绝缘胶带(橡皮胶布)固定，作为压舱物。再在瓶盖上分别钻两个孔，将一长一短的两根塑料管插入，胶布固定。然后用胶布把刚才切下的瓶底固定在原处(注意密封)。之后用卡纸做一个“指挥塔”，并用蜡笔在两面涂上颜色(防水)。最后装饰下就好啦!我找来一个长些的盆子，盛了大半盆水，手拿“潜水艇”慢慢放入水面，水从下面的塑料管流入瓶内，当瓶内装满水后，潜水艇就沉在水底。这时，嘴从上面的塑料管中慢而均匀地吹气，就会发现浸在水中的下面的塑料管口会往外冒一长串的水泡，然后开始往外出水。潜水艇慢慢地前进，一边航行一边上浮。停止吹气的话，水又会流入瓶内，潜水艇又下沉了。而当你在吹气的过程中用手指堵住另一根漫在水里的塑料管管口，水就会从你吹气的管中流出呢。如果拿出灌满水的潜水艇，倒过来，让两根塑料管管口都朝下，你又会发现，只有一根管往外出水，另一根管却在往瓶里送空气。堵上出水管，另一根管就改为出水管了，而原来的出水管又变为出气管。进行一系列的实验后，你一定有许多疑惑吧。第一，潜水艇为什么在吹气的过程中会一边向前航行一边上浮呢?因为空气进入瓶内后，瓶内的水受到空气的压力会从另一根管中流出，瓶里的水排出了，潜水艇自然会上浮，至于航行，是因为排出的水有一股反作用力，会推动它慢慢前进。第二，为什么堵住漫在水中的塑料管管口，水会从吹气的管中流出?因为瓶内的水由于空气的压力必须通过塑料管这惟一可以出水的通道排出，如果堵上了，水失去出去的通道，自然会选择吹气管往外排出，压力大就可促进水向气体进入的地方流。第三，为什么倒拿潜水艇塑料管一根会出水一根却要进空气呢?因为“水往低处流”，倒拿后水一定会找下方的通道流出，选择低处的管道后，高处的管道自然会往里进空气。因为水排出后，水所占瓶内的容积会逐渐变小，瓶内的另一部分要靠空气来填充，这就促使空气不断地通过塑料管进入了。通过这次的实验，我明白了许多科学道理，同时也明白了:只有亲自去实验论证，才能得出最科学最精确的答案! 有鸡蛋的要不？物理是一门以观察和实验为基础的学科。在教学中，有意识地引导学生联系生活实际，分析物理现象；利用身边物品，进行物理实验，都能激发学生的学习兴趣，加深学生体会。这里介绍一组与鸡蛋有关的物理现象和实验。1、液体蒸发吸热 实验：把刚煮熟的蛋从锅内捞起来，直接用手拿时，虽然较烫，但还可以忍受。过一会儿，当蛋壳上的水膜干了后，感到比刚捞上时更烫了。 分析：因为刚捞上来的蛋壳上附着一层水膜，开始时，水膜蒸发吸热，使蛋壳的温度下降，所以并不觉得很烫。经过一段时间，水膜蒸发完毕。由蛋内部传递出的热量使蛋壳的温度重新升高，所以感到更烫手。 2、热胀冷缩的性质 实验：把煮熟捞起的蛋立刻浸入冷水中，待完全冷却后，再捞起剥落。 分析：首先，蛋刚浸入冷水中，蛋壳直接遇冷收缩，而蛋白温度下降不大，收缩也较小，这时主要表现为蛋壳在收缩。其次，由于不同物质热胀冷缩性质的差异性，当整个蛋都完全冷却时，组织疏松的蛋白收缩率比蛋壳大，收缩程度更明显，造成蛋白蛋壳相互脱离，剥蛋壳就更方便了。 3、验证大气压存在 实验：选一只口径略小于鸡蛋的瓶子，在瓶底热上一层沙子。先点燃一团酒精棉投入瓶内，接着把一只去壳鸡蛋的小头端朝下堵住瓶口。火焰熄灭后，蛋被瓶子缓缓“吞”入瓶肚中。 分析：酒精棉燃烧使瓶内气体受热膨胀，部分气体被排出。当蛋堵住瓶口，火焰熄灭后，瓶内气体由于温度下降，压强变小，低于瓶外的大气压。在大气压作用下，有一定弹性的鸡蛋被压入瓶内。 4、浮沉现象 实验：把一只去壳鸡蛋，浸没在一只装有清水的大口径玻璃杯中。松开手后，发现鸡蛋缓缓沉入杯底。捞出鸡蛋往清水中加入食盐，调制成浓度较高的盐溶液。再把鸡蛋浸没在盐溶液中，松开手后，鸡蛋却缓缓上浮。 分析：物体浮沉情况取决于所受的重力和浮力的大小关系。浸没在液体中的物体体积就是它所排开液体的体积，根据阿基米德原理可知物体密度与液体密度的大小关系可以对应表示重力与浮力的大小关系。因为蛋的密度略微比清水的密度大，当蛋浸入清水中时，所受重力大于浮力，所以蛋将下沉。当浸没在盐水中时，由于盐水密度比蛋的密度大，所受的重力小于浮力，所以蛋将上浮。 5、惯性、摩擦阻力现象 实验：选用外形相似的生鸡蛋、熟鸡蛋各一只，放在水平桌面上。用相同的力使它们在原处旋转。能迅速旋转的是熟鸡蛋，缓慢旋转几圈就停止的是生鸡蛋。 分析：生鸡蛋的壳内是液状的蛋清，外力作用在蛋壳上旋转时，蛋清由于惯性，继续保持静止状态，则它与蛋壳间存在摩擦阻力作用，使整个蛋只能缓慢转动。而熟鸡蛋内蛋清已凝固成蛋白，外力作用时旋转时，整个蛋就能迅速转动。 6、物体的稳定平衡 实验：选用一只生鸡蛋，在小头一端开个孔并清除干净壳内的蛋清蛋黄。沿小孔滑入一块重物。以蛋壳的大头端为底部，扶好蛋壳。点燃一只蜡烛，滴入烛油，把重物封存在蛋壳底部。烛油大约封存至整个蛋壳高度的四分之一即可。把制好的蛋壳推倒后，蛋壳能自动立起。制成一个“不倒翁”。 分析：在空蛋壳的底端封存的重物和烛油，使整个蛋体的重心移近蛋壳的底部，重心起低，稳定性越好。当蛋壳倾斜，偏离平衡位置时，使蛋体的重心升高。因为蛋壳底端是球形的，在蛋体的自身重力作用下，蛋体又恢复到原来的平衡位置上。 7、分子运动现象 实验：外壳完好的蛋，埋入食盐中腌制一段时间，可以制成一只咸蛋。虽然蛋壳仍然完好，但连内部的蛋黄都变咸了。 分析：因为物质的分子间存在间隙，而且分子不停地做无规则运动，所以食盐分子扩散到蛋黄中，使蛋黄也变咸。 烧水时，壶盖会被顶起从冰箱内拿出东西会产生液化现象给你这两个建议，至于怎么写，我无能为力 聚乙烯纳米材料的发展前景及现状。这个，您的，任务书可以给我，/吧 关键词：超高分子 量聚乙烯 工程塑料1 引言UHMWPE是一种线型结构的具有优异综合性能的热塑性工程塑料。世界上最早由美国Allied Chemical公司于1957年实现工业化，此后德国Hoechst公司、美国Hercules公司、日本三井石油化学公司等也投入工业化生产。我国上海高桥化工厂于1964年最早研制成功并投入工业生产，70年代后期又有广州塑料厂和北京助剂二厂投入生产。限于当时条件，产物分子量约150万左右，随着工艺技术的进步，目前北京助剂二厂的产品分子量可达100万～300万以上。UHMWPE的发展十分迅速，80年代以前，世界平均年增长率为，进入80年代以后，增长率高达15%～20%。而我国的平均年增长率在30%以上。1978年世界消耗量为12，000～12，500吨，而到1990年世界需求量约5万吨，其中美国占70%。UHMWPE平均分子量约35万～800万，因分子量高而具有其它塑料无可比拟的优异的耐冲击、耐磨损、自润滑性、耐化学腐蚀等性能。而且，UHMWPE耐低温性能优异，在-40℃时仍具有较高的冲击强度，甚至可在-269℃下使用。UHMWPE优异的物理机械性能使它广泛应用于机械、运输、纺织、造纸、矿业、农业、化工及体育运动器械等领域，其中以大型包装容器和管道的应用最为广泛。另外，由于UHMWPE优异的生理惰性，已作为心脏瓣膜、矫形外科零件、人工关节等在临床医学上使用。2 UHMWPE的成型加工由于UHMWPE熔融状态的粘度高达108Pa*s，流动性极差，其熔体指数几乎为零，所以很难用一般的机械加工方法进行加工。近年来，UHMWPE的加工技术得到了迅速发展，通过对普通加工设备的改造，已使UHMWPE由最初的压制-烧结成型发展为挤出、吹塑和注射成型以及其它特殊方法的成型。 一般加工技术(1)压制烧结压制烧结是UHMWPE最原始的加工方法。此法生产效率颇低，易发生氧化和降解。为了提高生产效率，可采用直接电加热法〔1〕；另外，Werner和Pfleiderer公司开发了一种超高速熔结加工法〔2〕，采用叶片式混合机，叶片旋转的最大速度可达150m/s，使物料仅在几秒内就可升至加工温度。(2)挤出成型挤出成型设备主要有柱塞挤出机、单螺杆挤出机和双螺杆挤出机。双螺杆挤出多采用同向旋转双螺杆挤出机。60年代大都采用柱塞式挤出机，70年代中期，日、美、西德等先后开发了单螺杆挤出工艺。日本三井石油化学公司最早于1974年取得了圆棒挤出技术的成功。北京化工大学于1994年底研制出Φ45型UHMWPE专用单螺杆挤出机，并于1997年取得了Φ65型单螺杆挤出管材工业化生产线的成功。(3)注塑成型日本三井石油化工公司于1974年开发了注塑成型工艺，并于1976年实现了商业化，之后又开发了往复式螺杆注塑成型技术。1985年美国Hoechst公司也实现了UHMWPE的螺杆注塑成型工艺。北京塑料研究所1983年对国产XS-ZY-125A型注射机进行了改造，成功地注射出啤酒罐装生产线用UHMWPE托轮、水泵用轴套，1985年又成功地注射出医用人工关节等。(4)吹塑成型UHMWPE加工时，当物料从口模挤出后，因弹性恢复而产生一定的回缩，并且几乎不发生下垂现象，故为中空容器，特别是大型容器，如油箱、大桶的吹塑创造了有利的条件。UHMWPE吹塑成型还可导致纵横方向强度均衡的高性能薄膜，从而解决了HDPE薄膜长期以来存在的纵横方向强度不一致，容易造成纵向破坏的问题。 特殊加工技术 冻胶纺丝以冻胶纺丝—超拉伸技术制备高强度、高模量聚乙烯纤维是70年代末出现的一种新颖纺丝方法。荷兰DSM公司最早于1979年申请专利，随后美国Allied公司、日本与荷兰联合建立的Toyobo-DSM公司、日本Mitsui公司都实现了工业化生产。中国纺织大学化纤所从1985年开始该项目的研究，逐步形成了自己的技术，制得了高性能的UHMWPE纤维〔3〕。UHMWPE冻胶纺丝过程简述如下：溶解UHMWPE于适当的溶剂中，制成半稀溶液，经喷丝孔挤出，然后以空气或水骤冷纺丝溶液，将其凝固成冻胶原丝。在冻胶原丝中，几乎所有的溶剂被包含其中，因此UHMWPE大分子链的解缠状态被很好地保持下来，而且溶液温度的下降，导致冻胶体中UHMWPE折叠链片晶的形成。这样，通过超倍热拉伸冻胶原丝可使大分子链充分取向和高度结晶，进而使呈折叠链的大分子转变为伸直链，从而制得高强度、高模量纤维。UHMWPE纤维是当今世界上第三代特种纤维，强度高达,比强度是化纤中最高的，又具有较好的耐磨、耐冲击、耐腐蚀、耐光等优良性能。它可直接制成绳索、缆绳、渔网和各种织物：防弹背心和衣服、防切割手套等，其中防弹衣的防弹效果优于芳纶。国际上已将UHMWPE纤维织成不同纤度的绳索，取代了传统的钢缆绳和合成纤维绳等。UHMWPE纤维的复合材料在军事上已用作装甲兵器的壳体、雷达的防护外壳罩、头盔等；体育用品上已制成弓弦、雪橇和滑水板等。 润滑挤出(注射)润滑挤出(注射)成型技术是在挤出(注射)物料与模壁之间形成一层润滑层，从而降低物料各点间的剪切速率差异，减小产品的变形，同时能够实现在低温、低能耗条件下提高高粘度聚合物的挤出(注射)速度。产生润滑层的方法主要有两种：自润滑和共润滑。(1)自润滑挤出(注射)UHMWPE的自润滑挤出(注射)是在其中添加适量的外部润滑剂，以降低聚合物分子与金属模壁间的摩擦与剪切，提高物料流动的均匀性及脱模效果和挤出质量。外部润滑剂主要有高级脂肪酸、复合脂、有机硅树脂、石腊及其它低分子量树脂等。挤出(注射)加工前，首先将润滑剂同其它加工助剂一起混入物料中，生产时，物料中的润滑剂渗出，形成润滑层，实现自润滑挤出(注射)。有专利报道〔4〕：将70份石蜡油、30份UHMWPE和1份氧相二氧化硅(高度分散的硅胶)混合造粒，在190℃的温度下就可实现顺利挤出(注射)。(2)共润滑挤出(注射)UHMWPE的共润滑挤出(注射)有两种情况，一是采用缝隙法〔5、6〕将润滑剂压入到模具中，使其在模腔内表面和熔融物料间形成润滑层；二是与低粘度树脂共混，使其作为产物的一部分(详见)。如：生产UHMWPE薄板时，由定量泵向模腔内输送SH200有机硅油作润滑剂，所得产品外观质量有明显提高，特别是由于挤出变形小，增加了拉伸强度。 辊压成型〔1〕辊压成型是一种固态加工方法，即在UHMWPE的熔点以下对其施加一很大的压力，通过粒子形变，有效地将粒子与粒子融合。主要设备是一带有螺槽的旋转轮和一带有舌槽的弓形滑块，舌槽与螺槽垂直。在加工过程中有效地利用了物料与器壁之间的摩擦力，产生的压力足够使UHMWPE粒子发生形变。在机座末端装有加热支台，经过模口挤出物料。如将此项辊压装置与挤压机联用，可使加工过程连续化。 热处理后压制成型〔8〕把UHMWPE树脂粉末在140℃～275℃之间进行1min～30min的短期加热，发现UHMWPE的某些物理性能出人意料地大大改善。用热处理过的UHMWPE粉料压制出的制品和未热处理过的UHMPWE制品相比较，前者具有更好的物理性能和透明性，制品表面的光滑程度和低温机械性能大大提高了。 射频加工〔9〕采用射频加工UHMWPE是一种崭新的加工方法，它是将UHMWPE粉末和介电损耗高的炭黑粉末均匀混合在一起，用射频辐照，产生的热可使UHMWPE粉末表面发生软化，从而使其能在一定压力下固结。用这种方法可在数分钟内模压出很厚的大型部件，其加工效率比目前UHMWPE常规模压加工高许多倍。 凝胶挤出法制备多孔膜〔10〕将UHMWPE溶解在挥发溶剂中，连续挤出，然后经一个热可逆凝胶/结晶过程，使其成为一种湿润的凝胶膜，蒸除溶剂使膜干燥。由于已形成的骨架结构限制了凝胶的收缩，在干燥过程中产生微孔，经双轴拉伸达到最大空隙率而不破坏完整的多孔结构。这种材料可用作防水、通氧织物和耐化学品服装，也可用作超滤/微量过滤膜、复合薄膜和蓄电池隔板等。与其它方法相比，由此法制备的多孔UHMWPE膜具有最佳的孔径、强度和厚度等综合性能。3 UHMWPE的改性 物理机械性能的改进与其它工程塑料相比，UHMWPE具有表面硬度和热变形温度低、弯曲强度以及蠕变性能较差等缺点。这是由于UHMWPE的分子结构和分子聚集形态造成的，可通过填充和交联的方法加以改善。 填充改性采用玻璃微珠、玻璃纤维、云母、滑石粉、二氧化硅、三氧化二铝、二硫化钼、炭黑等对UHMWPE进行填充改性，可使表面硬度、刚度、蠕变性、弯曲强度、热变形温度得以较好地改善。用偶联剂处理后，效果更加明显。如填充处理后的玻璃微珠，可使热变形温度提高30℃。玻璃微珠、玻璃纤维、云母、滑石粉等可提高硬度、刚度和耐温性；二硫化钼、硅油和专用蜡可降低摩擦因数，从而进一步提高自润滑性；炭黑或金属粉可提高抗静电性和导电性以及传热性等。但是，填料改性后冲击强度略有下降，若将含量控制在40%以内，UHMWPE仍有相当高的冲击强度。 交联交联是为了改善形态稳定性、耐蠕变性及环境应力开裂性。通过交联，UHMWPE的结晶度下降，被掩盖的韧性复又表现出来。交联可分为化学交联和辐射交联。化学交联是在UHMWPE中加入适当的交联剂后，在熔融过程中发生交联。辐射交联是采用电子射线或γ射线直接对UHMWPE制品进行照射使分子发生交联。UHMWPE的化学交联又分为过氧化物交联和偶联剂交联。(1)过氧化物交联过氧化物交联工艺分为混炼、成型和交联三步。混炼时将UHMWPE与过氧化物熔融共混，UHMWPE在过氧化物作用下产生自由基，自由基偶合而产生交联。这一步要保证温度不要太高，以免树脂完全交联。经过混炼后得到交联度很低的可继续交联型UHMWPE，在比混炼更高的温度下成型为制件，再进行交联处理。UHMWPE经过氧化物交联后在结构上与热塑性塑料、热固性塑料和硫化橡胶都不同，它有体型结构却不是完全交联，因此在性能上兼有三者的特点，即同时具有热可塑性和优良的硬度、韧性以及耐应力开裂等性能。国外曾报道用2，5-二甲基-2，5双过氧化叔丁基己炔-3作交联剂〔11〕，但国内很难找到。清华大学用廉价易得的过氧化二异丙苯(DCP)作为交联剂进行了研究〔12〕，结果发现：DCP用量小于1%时，可使冲击强度比纯UHMWPE提高15%～20%，特别是DCP用量为时，冲击强度可提高48%。随DCP用量的增加，热变形温度提高，可用于水暖系统的耐热管道。(2)偶联剂交联UHMWPE主要使用两种硅烷偶联剂：乙烯基硅氧烷和烯丙基硅氧烷，常用的有乙烯基三甲氧基硅烷和乙烯基三乙氧基硅烷。偶联剂一般要靠过氧化物引发，常用的是DCP，催化剂一般采用有机锡衍生物。硅烷交联UHMWPE的成型过程首先是使过氧化物受热分解为化学活性很高的游离基，这些游离基夺取聚合物分子中的氢原子使聚合物主链变为活性游离基，然后与硅烷产生接枝反应，接枝后的UHMWPE在水及硅醇缩合催化剂的作用下发生水解缩合，形成交联键即得硅烷交联UHMWPE。(3)辐射交联在一定剂量电子射线或γ射线作用下，UHMWPE分子结构中的一部分主链或侧链可能被射线切断，产生一定数量的游离基，这些游离基彼此结合形成交联链，使UHMWPE的线型分子结构转变为网状大分子结构。经一定剂量辐照后，UHMWPE的蠕变性、浸油性和硬度等物理性能得到一定程度的改善。用γ射线对人造UHMWPE关节进行辐射，在消毒的同时使其发生交联，可增强人造关节的硬度和亲水性，并且使耐蠕变性得以提高〔13〕，从而延长其使用寿命。有研究〔14〕表明，将辐照与PTFE接枝相结合，也可改善UHMWPE的磨损和蠕变行为。这种材料具有组织容忍性，适于体内移植。 加工性能的改进UHMWPE树脂的分子链较长，易受剪切力作用发生断裂，或受热发生降解。因此，较低的加工温度，较短的加工时间和降低对它的剪切是非常必要的。为了解决UHMWPE的加工问题，除对普通成型机械进行特殊设计外，还可对树脂配方进行改进：与其它树脂共混或加入流动改性剂，使之能在普通挤出机和注塑机上成型加工，这就是中介绍的润滑挤出(注射)。 共混改性共混法改善UHMWPE的熔体流动性是最有效、最简便和最实用的途径。目前，这方面的技术多见于专利文献。共混所用的第二组份主要是指低熔点、低粘度树脂，有LDPE、HDPE、PP、聚酯等，其中使用较多的是中分子量PE(分子量40万～60万)和低分子量PE(分子量＜40万)。当共混体系被加热到熔点以上时，UHMWPE树脂就会悬浮在第二组份树脂的液相中，形成可挤出、可注射的悬浮体物料。(1)与低、中分子量PE共混UHMWPE与分子量低的LDPE(分子量1，000～20，000，以5，000～12，000为最佳)共混可使其成型加工性获得显著改善，但同时会使拉伸强度、挠曲弹性等力学性能有所下降。HDPE也能显著改善UHMWPE的加工流动性，但也会引起冲击强度、耐摩擦等性能的下降。为使UHMWPE共混体系的力学性能维持在一较高水平，一个有效的补偿办法是加入PE成核剂，如苯甲酸、苯甲酸盐、硬脂酸盐、己二酸盐等，可以借PE结晶度的提高，球晶尺寸的微细均化而起到强化作用，从而有效阻止机械性能的下降。有专利〔15〕指出，在UHMWPE/HDPE共混体系中加入很少量的细小的成核剂硅灰石(其粒径尺寸范围5nm～50nm，表面积100m2/g～400m2/g)，可很好地补偿机械性能的降低。(2)共混形态UHMWPE的化学结构虽然与其它品种的PE相近，但在一般的熔混设备和条件下，它们的共混物都难以形成均匀的形态，这可能与组份之间粘度相差悬殊有关。采用普通单螺杆混炼得到的UHMWPE/LDPE共混物，两组份各自结晶，不能形成共晶，UHMWPE基本上以填料形式分散于LDPE基体中。熔体长时间处理和使用双辊炼塑机混炼，两组份之间作用有所加强，性能亦有进一步的改善，不过仍不能形成共晶的形态。Vadhar发现〔16〕，当采用两步共混法，即先在高温下将UHMWPE熔融，再降到较低温度下加入LLDPE进行共混，可获得形成共晶的共混物。Vadher用溶液共混法也得到了能形成共晶的UHMWPE/LLDPE共混物。(3)共混物的力学强度对于未加成核剂的UHMWPE/PE体系，其在冷却过程中会形成较大的球晶，球晶之间存在着明显的界面，而在这些界面上存在着由分子链排布不同引起的内应力，由此会导致裂纹的产生，所以与基体聚合物相比，共混物的拉伸强度常常有所下降。当受到外力冲击时裂纹会很快地沿球晶界面发展而导致最后的破碎，因此又引起冲击强度的下降。 流动改进剂改性流动改进剂促进了长链分子的解缠，并在大分子之间起润滑作用，改变了大分子链间的能量传递，从而使得链段位移变得容易，改善了聚合物的流动性。用于UHMWPE的流动改进剂主要是指脂肪族碳氢化合物及其衍生物。其中脂肪族碳氢化合物有：碳原子数在22以上的n-链烷烃及以其作主成分的低级烷烃混合物；石油分裂精制得到的石蜡等。其衍生物是指末端含有脂肪族烃基、内部含有1个或1个以上(最好为1个或2个)羧基、羟基、酯基、羰基、氮基甲酰基、巯基等官能团；碳原子数大于8(最好为12～50)并且分子量为130～2000(以200～800为最佳)的脂肪酸、脂肪醇、脂肪酸酯、脂肪醛、脂肪酮、脂肪族酰胺、脂肪硫醇等。举例来说，脂肪酸有：癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬酯酸、油酸等。北京化工大学制备了一种有效的流动剂(MS2)〔17〕，添加少量(～)就能显著改善UHMWPE的流动性，使其熔点下降达10℃之多，能在普通注塑机上注塑成型，而且拉伸强度仅有少许降低。另外，用苯乙烯及其衍生物改性UHMWPE，除可改善加工性能使制品易于挤出外，还可保持UHMWPE优良的耐摩擦性和耐化学腐蚀性〔18〕；1，1-二苯基乙炔〔19〕、苯乙烯衍生物〔20〕、四氢化萘〔21〕皆可使UHMWPE获得优良的加工性能，同时使材料具有较高的冲击强度和耐磨损性。 液晶高分子原位复合材料液晶高分子原位复合材料是指热致液晶高分子(TLCP)与热塑性树脂的共混物，这种共混物在熔融加工过程中，由于TLCP分子结构的刚直性，在力场作用下可自发地沿流动方向取向，产生明显的剪切变稀行为，并在基体树脂中原位就地形成具有取向结构的增强相，即就地成纤，从而起到增强热塑性树脂和改善加工流动性的作用。清华大学赵安赤等采用原位复合技术，对UHMWPE加工性能的改进取得了明显的效果〔22〕。用TLCP对UHMWPE进行改性，不仅提高了加工时的流动性，采用通常的热塑加工工艺及通用设备就能方便地进行加工，而且可保持较高的拉伸强度和冲击强度，耐磨性也有较大提高。 聚合填充型复合材料高分子合成中的聚合填充工艺是一种新型的聚合方法，它是把填料进行处理，使其粒子表面形成活性中心，在聚合过程中让乙烯、丙烯等烯烃类单体在填料粒子表面聚合，形成紧密包裹粒子的树脂，最后得到具有独特性能的复合材料。它除具有掺混型复合材料性能外，还有自己本身的特性：首先是不必熔融聚乙烯树脂，可保持填料的形状，制备粉状或纤维状的复合材料；其次，该复合材料不受填料/树脂组成比的限制，一般可任意设定填料的含量；另外，所得复合材料是均匀的组合物，不受填料比重、形状的限制。与热熔融共混材料相比，由聚合填充工艺制备的UHMWPE复合材料中，填料粒子分散良好，且粒子与聚合物基体的界面结合也较好。这就使得复合材料的拉伸强度、冲击强度与UHMWPE相差不大，却远远好于共混型材料，尤其是在高填充情况下，对比更加明显，复合材料的硬度、弯曲强度，尤其是弯曲模量比纯UHMWPE提高许多，尤其适用作轴承、轴座等受力零部件。而且复合材料的热力学性能也有较好的改善：维卡软化点提高近30℃，热变形温度提高近20℃，线膨胀系数下降20%以上。因此，此材料可用于温度较高的场合，并适于制造轴承、轴套、齿轮等精密度要求高的机械零件。采用聚合填充技术还可通过向聚合体系中通入氢或其它链转移剂，控制UHMWPE分子量大小，使得树脂易加工〔23〕。美国专利〔24〕用具有酸中性表面的填料：水化氧化铝、二氧化硅、水不溶性硅酸盐、碳酸钙、碱式碳酸铝钠、羟基硅灰石和磷酸钙制成了高模量的均相聚合填充UHMWPE复合材料。另有专利〔25〕指出，在60℃，且有催化剂存在的条件下，使UHMWPE在庚烷中干燥的 氧化铝表面聚合，可得到高模量的均相复合材料。齐鲁石化公司研究院分别用硅藻土、高岭土作为填料合成了UHMWPE复合材料〔26〕。 UHMWPE的自增强〔27、28〕在UHMWPE基体中加入UHMWPE纤维，由于基体和纤维具有相同的化学特征，因此化学相容性好，两组份的界面结合力强，从而可获得机械性能优良的复合材料。UHMWPE纤维的加入可使UHMWPE的拉伸强度和模量、冲击强度、耐蠕变性大大提高。与纯 UHMWPE相比，在UHMWPE中加入体积含量为60%的UHMWPE纤维，可使最大应力和模量分别提高160%和60%。这种自增强的UHMWPE材料尤其适用于生物医学上承重的场合，而用于人造关节的整体替换是近年来才倍受关注的，UHMWPE自增强材料的低体积磨损率可提高人造关节的使用寿命。4 UHMWPE的合金化UHMWPE除可与塑料形成合金来改善其加工性能外(见和)，还可获得其它性能。其中，以PP/UHMWPE合金最为突出。通常聚合物的增韧是在树脂中引入柔性链段形成复合物(如橡塑共混物)，其增韧机理为“多重银纹化机理”。而在PP/UHMWPE体系，UHMWPE对PP有明显的增韧作用，这是“多重裂纹”理论所无法解释的。国内最早于1993年报道采用UHMWPE增韧PP取得成功，当UHMWPE的含量为15%时，共混物的缺口冲击强度比纯PP提高2倍以上〔29〕。最近又有报道，UHMWPE与含乙烯链段的共聚型PP共混，在UHMWPE的含量为25%时，其冲击强度比PP提高一倍多〔30〕。以上现象的解释是“网络增韧机理”〔31〕。PP/UHMWPE共混体系的亚微观相态为双连续相，UHMWPE分子与长链的PP分子共同构成一种共混网络，其余PP构成一个PP网络，二者交织成为一种“线性互穿网络”。其中共混网络在材料中起到骨架作用，为材料提供机械强度，受到外力冲击时，它会发生较大形变以吸收外界能量，起到增韧的作用；形成的网络越完整，密度越大，则增韧效果越好。为了保证“线性互穿网络”结构的形成，必须使UHMWPE以准分子水平分散在PP基体中，这就对共混方式提出了较高的要求。北京化工大学有研究发现：四螺杆挤出机能将UHMWPE均匀地分散在PP基体中，而双螺杆挤出机的共混效果却不佳。EPDM能对PP/UHMWPE合金起到增容的作用。由于EPDM具备的两种主要链节分别与PP和UHMWPE相同，因而与两种材料都有比较好的亲合力，共混时容易分散在两相界面上。EPDM对复合共晶起到插入、分割和细化的作用，这对提高材料的韧性是有益的，能大幅度地提高缺口冲击强度。另外，UHMWPE也可与橡胶形成合金，获得比纯橡胶优良的机械性能，如耐摩擦性、拉伸强度和断裂伸长率等。其中，橡胶是在混合过程中于UHMWPE的软化点以上进行硫化的。5 UHMWPE的复合化UHMWPE可与各种橡胶(或橡塑合金)硫化复合制成改性PE片材，这些片材可进一步与金属板材制成复合材料。除此之外，UHMWPE还可复合在塑料表面以提高耐冲击性能。在UHMWPE软化点以上的温度条件下，将含有硫化剂的未硫化橡胶片材与UHMWPE片材压制在一起，可制得剥离强度较高的层合制品，与不含硫化剂的情况相比，其剥离强度可提高数十倍。用这种方法同样可使未硫化橡胶与塑料的合金(如EPDM/PA6、EPDM/PP、SBR/PE)和UHMWPE片材牢固地粘接在一起。参考文献：〔1〕 钟玉荣，卢鑫华.塑料〔J〕，1991，20(1)：30〔2〕 孙大文.塑料加工应用〔J〕，1983(5)：1〔3〕 杨年慈.合成纤维工业〔J〕，1991，14(2)：48〔4〕 JP 63，161，075〔P〕〔5〕 .〔J〕，1981,27(1):8 UHMWPE辐照交联，添加助剂改性 材料专业毕业论文开题报告 开题报告是指开题者对科研课题的一种文字说明材料。这是一种新的应用写作文体，这种文字体裁是随着现代科学研究活动计划性的增强和科研选题程序化管理的需要而产生的。下面是我为大家收集的关于材料专业毕业论文开题报告，欢迎大家阅读! 论文题目： 高聚物对水泥抗蚀性能的影响 1、国内外研究现状、水平及存在的问题： 随着建筑科技的进步与发展，一种新型化学建材正悄悄的却又以飞快的速度在中国建筑界得到应用和发展，这就是聚合物水泥基复合材料。聚合物水泥基复合材料通常按其化学构成大致分为两类，一类是以聚合物为基、水泥作为填充料组合成的，最常见的如目前大量应用于工程防水的“聚合物水泥防水涂料”;另一类是以水泥为基，以聚合物单体或数种聚合物对水泥进行改性而组合成的材料，如各种聚合物水泥混凝土及各种聚合物水泥砂浆等[1]。原则上讲，聚合物水泥是聚合物改性水泥，它保持了水泥水化物的一系列优点，并用聚合物的优点弥补了水泥制品的不足。因此，聚合物水泥显示出了较大的抗压、抗冲击、抗穿刺能力及耐磨性，优良的抗渗性、抗腐蚀性及抗老化性，适当的弹性模量，而不需要刻意追求高的断裂延伸率[2]。 1923 年克莱森(Cresson)首次申请了有关聚合物硬化水泥体系的专利。他把天然橡胶乳液作为填料加入道路路面建筑材料中。1924年，Lefebure申请了用天然橡胶乳液使水泥砂浆及水泥混凝土改性的专利，第一次提出了用聚合物对水泥砂浆及混凝土进行改性的概念。从此，拉开了混凝土中添加聚合物的历史性序幕。1932年，Band第一个提出了利用人造橡胶改性水泥砂浆及水泥混凝土，也获得了专利。20世纪40 年代，人们先后尝试了用合成聚合物乳胶改性，以及把聚乙烯乙酸酯也用于改性的方法。50年代，这一领域的研究与尝试开始受到各国材料界专家学者的重视，并获得了很多项研究成果，许多成果在工程上也都得到了广泛的应用。60-70年代， 人们开始研究用液态和固态的聚合物，诸如聚合物单体、树脂、聚合物乳胶粉等对水泥砂浆及水泥混凝土进行改性。80年代，各国都投入了大量的人力、物力、财力，对混凝土改性进行了研究，随着科研成果的不断出现，这一领域也得到了极大的推动，研究水平得到了极大的提升。美国是世界上聚合物水泥基复合材料研究开发的先行国家，最早于50年代就开始了对其进行实际应用的尝试。 由于我国在聚合物水泥基复合材料方面的研究起步比较晚，所以，至今还没有出台相关方面的行业标准与测试方法。多数学者认为聚合物水泥基材料的增强机理主要是由于剔除了粗骨料，降低了细集料的粒径，从而提高匀质性，使集料所得集配曲线为非连续性的;另外聚合物在水泥浆内部聚结成网络结构，起到了很好的阻裂增韧作用。近年来，人们逐渐开始从微观结构方面对聚合物改性水泥基材料进行研究，认为聚合物颗粒的分散和聚合物薄膜的形成是聚合物水泥改性的主要原因。研究认为聚合物从两方面影响了改性水泥浆的结构: (1)混合后一部分聚合物粒子吸附在水泥颗粒表面，形成薄膜;(2)另一部分聚合物分散在孔中的液相中，当自由水完全被水化和蒸发消耗掉后，聚合物在孔中形成薄膜[3]。此外，关于聚合物在改性水泥砂浆中的分布，目前还存在一些异议。 按照著名的Ohama[4] 模型，聚合物均匀分散在水相中，随着水泥水化，水分减少，聚合物逐渐凝聚成膜，因而聚合物主要存在于改性砂浆的孔隙中。 Su[5] 等对新拌改性水泥浆水相成分的分析表明，在拌合开始就有相当多的聚合物被吸附在水泥颗粒表面，他们还发现，拌合初期被吸附在水泥颗粒表面的聚合物的量与聚合物乳液种类和乳液掺量有关。 通过含氯聚合物改性砂浆的EDAX 分析表明，在聚合物改性砂浆中，水泥浆体与骨料之间的界面上聚合物的含量较高。 Ollit rault-Fichet 等的研究也说明，聚合物颗粒最初会被水泥颗粒吸附，并最终被包埋在水化水泥的颗粒之中[6]。 在实际工程中，硅酸盐水泥易在酸和酸盐溶液中遭受侵蚀是因为：(1)硅酸盐水泥中含有大量的氢氧化钙及高碱性的水化C-S-H 凝胶、水化铝酸钙等水化产物，酸溶液中的H+与Ca(OH)2发生中和反应，使水泥石碱度急剧降低，进而造成高碱性水化硅酸钙和水化硫铝酸钙等水化产物分解，转变成低碱性水化产物，最后变成无胶结能力的SiO2·nH2O 及Al(OH)3等;(2)硫酸盐溶液中的硫酸根能和水泥石中的Ca(OH)2及水化铝酸钙等[7]发生化学反应，生成有膨胀性的石膏和钙矾石晶体，当这些结晶体在水泥石毛细孔隙中逐渐积累和长大，产生孔内应力，当应力大于临界破坏应力时，造成水泥试样破坏。由于水泥石本身也不密实，有很多毛细孔通道，使砂浆产生渗透性，使得水泥的使用性能下降。同时，侵蚀性介质容易进入其内部，以致由其配制的砂浆易受到腐蚀，导致水泥材料的耐久性下降。普通水泥砂浆不饱满、不密实，不能有效地形成具有防水抗渗作用的整体不透水层。它也存在抗压强度低、耐腐蚀能力不高等缺陷，其使用范围也受到了很大的局限。 而聚合物改性水泥由于聚合物及活性成分的掺入，改善了聚合物水泥砂浆的物理、力学及耐久性能，扩大了其应用范围。对水泥性能的改善主要体现在如下几个方面： (1) 活性作用 聚合物乳液中有表面活性剂，能够起减水作用。同时对水泥颗粒有分散作用，改善砂浆和易性，降低用水量，从而减少了水泥的毛细孔等有害孔，提高砂浆的密实度和抗渗透能力。 (2) 桥键作用 聚合物分子中的活性基因与水泥水化中游离的Ca2+、Al3 + 、Fe2 + 等离子进行交换， 形成特殊的桥键，在水泥颗粒周围发生物理、化学吸附，成连续相，具有高度均一性，降低了整体的弹性模量，改善了水泥浆物理的组织结构及内部应力状态，使得承受变形能力增加，产生微隙的可能性大大减少。即使产生微裂隙，由于聚合物的桥键作用，也可限制裂缝的发展。 (3) 充填作用 聚合物乳液迅速凝结，形成坚韧、致密的薄膜，填充于水泥颗粒之间，与水泥水化产物形成连续相填充了孔隙，隔断了与外界联系的通道[8]。从而阻止了腐蚀性介质进入水泥石内部，提高了抗腐蚀和抗渗能力。 孙炎[9]曾研究冷混合沥青混凝土，用于道路工程;聚合物改性砂浆用于钢筋混凝土结构的永久模板，结果证明它们都可以更好地防止氯离子渗透和更好地抗碳化作用，从而提高钢筋混凝土结构的耐久性，掺加有硬沥青的钢桥面也具有更高的抗腐蚀性能[10]。鉴于此我们可以通过在水泥中掺杂沥青和石腊，来改善水泥的内部结构并填充其内部孔隙，从而提高水泥的抗蚀性，解决水泥抗蚀性较差的问题。 2、选题的目的、意义： 在我国，尤其是西部地区的盐碱地、盐湖区以及地下水中普遍存在着硫酸盐对水泥混凝土的侵蚀。在某些特种工业设施中，还存在有硫酸和硫酸盐的混合腐蚀以及H2S、CO2腐蚀等。从一些实例中我们可以看出，破坏水泥混凝土的主要原因一般都不是机械应力， 而是多种腐蚀或者是自身内部发生化学反应。这就引起了人们对水泥混凝土的耐久性能的讨论。因此，研究水泥的抗腐蚀性能不仅对建筑材料具有至关重要的作用，而且会对提高各种工程建筑的耐久性能有重大的经济价值和使用价值。关于聚合物对水泥砂浆改性的主要途径是在其中加入能起到改性作用的聚合物。从前人的研究中可看到，聚合物水泥基复合材料都显著高于普通混凝土的`力学性能，比如抗折强度、抗压强度、粘结强度等都得到了极大的提高。与普通硅酸盐材料相比，聚合物水泥基复合材料有着自身的优势见表1。 表1 聚合物水泥基复合材料与普通混凝土的比较 性能 材料 普通混凝土 PCC W/C 断裂 1 50~60 冲击 5 80 密度 抗拉强度 2~3 抗折强度 5~7 150~200 抗压强度 40~50 200~300 此外，聚合物水泥基复合材料还具有良好的耐化学腐蚀、抗渗性、低温下的抗裂性等。这就使得聚合物改性水泥基复合材料在一定范围内部分取代了钢铁、高分子材料(像MDF 水泥基复合材料制作的唱片、轮胎都是具体的实例)[11]。它能提高水泥石的抗腐蚀能力主要是因为聚合物的添加提高了提高水泥石的密实度。混凝土结构正常情况下可以存在至少30年，但如果存在源于生物的硫酸腐蚀不过短短几年就会被破坏掉[12]。修复或完全取代这种腐蚀结构越来越有必要，但这种修复代价昂贵一直不能满足社会。然而通过沥青或石蜡对水泥进行改性，可大大提高水泥的抗蚀性，这无疑会节约了资源，减少了不必要的浪费，为社会积累更多的财富。 3、实施方案及主要研究手段： 、实验方案 、原材料的准备; (1) 沥青粉的研制 制得分别过200目和300目筛的沥青粉，并适量添加矿物掺合料来减小沥青粉的粒度。 (2) 石蜡粉的研制 通过在石蜡中添加矿物掺合料来粉磨石蜡，并制得掺有石蜡的粉末。 、正交实验 (1) 因素水平表 因素水平用量(V%) 粒度(目) 温度(℃) 1 2() 100 100 2 4() 200 120 3 6() 300 150 (2) 根据正交表L9(34)列出以下几组实验： 序号用量(V%)粒度(目) 温度(℃) 指标 腐蚀前 抗压强度 (MPa) 抗Na2SO4腐蚀强度 (MPa) 抗Na2CO3腐蚀强度(MPa) 1 2() 100 100 2 2() 200 120 6 3 2() 300 150 4 4() 100 120 5 4() 200 150 6 4() 300 100 7 6() 100 150 8 6() 200 100 9 6() 300 120 注：括号内为石蜡的用量 、以硅酸盐水泥为基体，按以上正交方案分别掺加沥青、石蜡成型,每种高聚物与水泥的复合分别作空白样，3天强度测试样，腐蚀样。分别测定抗压强度，抗硫酸盐及碳酸盐侵蚀的能力。 、在把水泥块放入腐蚀液中前和从腐蚀液中取出，分别称取其质量，查看其质量损失。 、每一个过程留样分别作物相分析和微观分析，进行腐蚀机理分析。 、通过各组实验试样的对比，确定聚合物在水泥中的最优抗蚀配比。 、研究手段 (1)用扫描电镜观察沥青、石蜡改性水泥的微观形貌，以及硫酸盐、碳酸盐腐蚀后的微观形貌。 (2)用X射线衍射仪分析沥青、石蜡改性水泥的物相组成。 (3)用压汞仪测试水泥试样的孔结构; (4)利用粒度分析仪测试各添加物的粒径。 4、选题的创新之处： 目前已有许多聚合物乳液(如苯丙乳液、纯丙乳液、乙丙乳液等) 用于水泥砂浆的改性，而采用沥青和石腊这两种聚合物对水泥砂浆进行改性的研究却相对较少。实验利用沥青和石腊高分子的熔胀性，在水泥水化过程中，沥青和石腊受外界刺激产生一定的熔胀从而填充水泥石的内部孔隙，提高水泥的密实度，达到提高水泥抗蚀性的目的。 5、预期研究成果： 沥青、石蜡与水泥混合成型后，一部分沥青、石蜡颗粒填充在水泥孔隙里，另一部分沥青、石蜡颗粒在一定外界条件影响下分散在孔中的液相中，当自由水完全被水化和蒸发消耗掉后形成膜。这两方面共同作用大大提高了水泥的密实度并阻止了腐蚀液与水泥浆体的接触，从而使水泥的抗蚀性能得到改善。 参考文献： [1] 陈建辉, 黄金莲. 小议聚合物基水泥基复合材料[J]. 建筑技术开发, 2004, 31(10):115-116. 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