轻工科学与工程学院
高性能纸基功能材料团队
团队简介
“高性能纤维纸基功能材料团队”依托中国轻工业纸基功能材料实验室和陕西省造纸技术及特种纸品开发重点实验室,聚焦国家重大战略,多年来潜心于高性能纸基功能材料的基础研究、技术开发与产业化应用,成果处于国际先进水平。历经20余年的风雨兼程,团队日益发展壮大,成为一支年龄和知识结构合理、敬业和开拓精神强、科研水平较高的行业知名团队,团队现有教授和副教授八名,博士和硕士研究生四十余名。自创建以来,团队共培养博士、硕士及本科生百余名,为社会输送了一批批优秀人才,其中包括全国优秀科技工作者、加拿大工程院院士、中国造纸蔡伦科技奖、陕西省优博论文获得者、陕西省科技新星、陕西省青年杰出人才等。团队2017年入选教育部首批“全国高校黄大年式教师团队”和“陕西省重点科技创新团队”。
团队负责人张美云教授,学科带头人,博导,原陕西科技大学副校长,我国特种纸领域著名专家和领军人才,国家“十三五”重点研发计划首席科学家、全国优秀教师、全国优秀科技工作者、国务院特殊津贴专家、“中国造纸蔡伦科技奖”获得者、陕西省重点领域顶尖人才、陕西省有突出贡献专家、陕西省教学名师。兼任中国造纸学会副理事长,制浆造纸工程国家重点实验室学术委员会、中国造纸协会专家委员会、中国轻工业联合会科技咨询委员会委员等职。
团队主要研究方向为高性能纤维纸基功能材料,在推动特种纸产品开发与产业化等方面做出了一系列开创性研究工作。近年来先后主持国家重点研发计划、国家“863”计划、国家发改委重大产业专项、国家自然科学基金、陕西省重大科技专项等项目20余项。成果先后获得国家科技进步奖二等奖2项、教育部技术发明一等奖1项、二等奖1项、陕西省科学技术奖一等奖2项、二等奖5项;授权国家发明专利60余件;主编出版专著6部,发表学术论文200余篇。研发的多项关键技术在企业实现产业化应用,具有较高的技术创新与引领性,社会和经济效益显著。
1、对位芳纶浆粕性能表征技术
一、项目简介
在纸基功能材料复合结构中,芳纶短切纤维、碳纤维等较长的纤维作为基体骨架材料,均匀分散在基体中,决定着基体的物理结构和机械强度;芳纶浆粕纤维作为填充和粘结材料,利用其高度原纤化、比表面积大、表面活性高等特点,通过在热压过程中受热软化,复合基体其他合成纤维以及自身的黏结作用形成材料整体力学结构,从而赋予纸基材料优异的综合性能。
由于国际上对芳纶浆粕纤维并没有统一的性能指标要求,因此目前市场上的商品浆粕指标各个企业都不尽相同。不同的浆粕纤维公司都有自己的企业标准,且国际上两大芳纶巨头公司的芳纶浆粕指标都相差甚远。进口浆粕纤维与基体的复合性能明显优于国产浆粕纤维,尤其是比表面积和耐温性,国产芳纶浆粕纤维性能仍然有较大的改进空间。对位芳纶浆粕属于化学纤维,但是常规的化学纤维表征方法不能够完全反映其与纸基材料相关的结构和性能,目前相关行业也没有对合成纤维纸基材料专用的芳纶浆粕纤维完整客观的表征方法。
二、接产条件
1. 面向企业:芳纶浆粕或相关合成浆粕纤维生产企业;
2.主要设备:纤维质量分析仪、动态滤水仪、筛分仪、比表面积测试仪等检测设备
三、经济效益
可以提高浆粕纤维产品生产质量的稳定性,同时实现不同系列产品性能调控。
四、市场前景
本技术从纤维形态特征、抄造特性、成纸性能三方面通过纤维长度及分布、原纤化程度等12项指标构建了一套完整的造纸用高性能纤维质量控制体系,可解决芳纶浆粕生产企业目前纤维质量评价标准缺失、产品质量不可控的问题,为企业实现产品质量控制、提高产品质量稳定性和提升性能奠定了技术依据,同时可满足系列纸基功能材料差别化需求。技术在国内处于领先水平,市场前景良好。
五、行业类别
轻工造纸行业
项目负责人:陕西科技大学—轻工科学与工程学院、张美云教授
通讯地址:西安市北郊未央大学园区联系方式:029-86168581
邮箱:myzhang@sust.edu.cn邮编:710021
2、高性能纤维共混浆料高效分散与流送技术
一、项目简介
高性能纤维在化学结构上没有植物纤维纸浆所具有的大量亲水性羟基,在物理结构上没有植物纤维纸浆所具有的大量的微纤结构,致使其难以吸水润胀,均匀和稳定地悬浮在水中。相对于造纸用植物纤维(1~2mm),高性能纤维长度大(>5mm)、表面活性低、浸润性差、憎水性强,共混浆料悬浮体系中纤维易缠绕、絮聚和沉积,且絮聚体二次分散极为困难,严重影响了材料的成形匀度和强度。此外,工程化制备过程中高性能纤维浆料的输送与混合需要经受不同的输送管道、贮存、混合容器与浆泵,所以浆料共混体系的流体力学特性与湿部化学环境更加复杂。因此,如何防止纤维絮聚、提高共混浆料高效分散与流送是保证高性能纤维纸基功能材料具有优异的匀度与性能面临的亟需解决的共性关键技术。
二、接产条件
1. 面向企业:长纤维造纸企业;
2.主要设备:特殊浆料管道设计与特殊分散设备
三、经济效益
可以改善长纤维分散性,提升产品匀度和质量,经济效益明显。
四、市场前景
本技术发明的长纤维预处理、纤维多元组合分散和湿部化学调控技术,可解决长纤维絮聚、产品匀度差的问题,显著降低产品横幅定量波动差,改善产品匀度和综合性能。技术在国内处于领先水平,市场前景良好。
五、行业类别
轻工造纸行业
项目负责人:陕西科技大学—轻工科学与工程学院、张美云教授
通讯地址:西安市北郊未央大学园区联系方式:029-86168581
邮箱:myzhang@sust.edu.cn邮编:710021
3、超低浓斜网成形技术
一、项目简介
为防止高性能纤维浆料在上网成形时发生絮聚,上网时需要大量的水进行高度稀释,合成纤维纸所用纸浆的上网浓度一般需降低至0.02‰~0.05‰,否则易造成上网纤维分布不均,产生云集、絮团现象,导致纸页成形匀度差,质量低。而且,由于高性能纤维混合浆料中各种纤维组分长短不一、密度不同、浆料滤水性差异明显,纤维难以成形以及纤维Z向分布不均等问题。但普通长网成形不能承载网部巨大脱水负荷,导致功能组分留着低、纤维Z向分布不可控等问题,严重制约了高性能纸基功能材料系列化与功能化。因此,超低浓斜网成形是保证高性能纸基功能材料匀度的关键共性技术之一。
二、接产条件
1. 面向企业:长纤维造纸企业、特种纸企业;
2.主要设备:斜网成形器
三、经济效益
可以改善长纤维分散性,提升产品匀度和质量,经济效益明显。
四、市场前景
本技术可在实现纤维稳定分散的基础上,通过对纤维水相湍流特性的研究,开发了高性能纤维专用超低浓斜网成形技术,实现纤维稳定均匀成形。基于斜网流浆箱多比例分层设计,通过浆网速比、脱水曲线、双唇板位置调控纤维排列取向,实现纸页强度纵横比可控,满足差别化应用需求。
五、行业类别
轻工造纸行业
项目负责人:陕西科技大学—轻工科学与工程学院、张美云教授
通讯地址:西安市北郊未央大学园区联系方式:029-86168581
邮箱:myzhang@sust.edu.cn邮编:710021
4、梯级热压增强技术
一、项目简介
多数合成纤维不能产生细纤维化和类似纸张的氢键结合。因此,合成纤维缺乏在水中的分散性和打浆时的分丝帚化能力,造成纸页的交织性不好,纸页结构疏松,强度过低。常规条件下,纤维自身无结合力。要使高性能纸基材料具有较高的绝缘性能与物理强度,符合使用要求,须经进一步的高线压力高温整饰处理,将短切纤维相互粘结起来形成整体受力结构,使其粘结力远大于氢键键能,从而赋予芳纶纤维纸较高的物理强度和优良的绝缘性能。传统工艺采用单压区等温加压,易使材料过羊皮化与局部失效,导致纤维断裂、强度劣化等严重问题,不能满足高端领域应用要求。此外,在芳纶纸热压过程中容易出现纸页粘辊或纸页表面产生皲裂、纵向褶子等现象,这些现象的产生都与热压过程的操作、热压温度、压力的控制以及纸页抄造过程与成形质量有关。因此,热压增强技术是以芳纶纸为代表的高性能纤维纸基功能材料结构优化与性能提升的核心技术之一。
二、接产条件
1. 面向企业:特种纸企业;
2.主要设备:热压机
三、经济效益
可以改善热压质量,提升产品质量,经济效益明显。
四、市场前景
本技术基于混杂纤维界面强化的高线压梯级热压增强技术,设计多压区热压装备,发明压区温度与压力梯度控制技术,实现纤维分子链段择优取向,可解决材料过羊皮化与局部失效关键问题,显著提升材料性能。
五、行业类别
轻工造纸行业
项目负责人:陕西科技大学—轻工科学与工程学院、张美云教授
通讯地址:西安市北郊未央大学园区联系方式:029-86168581
邮箱:myzhang@sust.edu.cn邮编:710021
5、低成本高性能浆粕制备技术
一、项目简介
芳纶浆粕纤维作为致癌物石棉的替代品,不仅保留了芳纶长纤维绝大部分的优异性能,如耐磨、耐高热、耐腐蚀、优异的尺寸稳定性等;而且由于其制备方法的独特性又使其具有一些区别于芳纶长纤维的物理特性,如高度原纤化、微纤丛生、毛羽丰富、低密度、高比表面积、高表面活性。浆粕纤维的这些特性使其与基体(同类纤维、水介质和树脂)间更易形成氢键结合及三维网状络合结构、具有极高的捕获细微粒子的功能、更好的回弹性能和密封性能,更好的分散混合性与湿加工性,广泛应用于高温绝缘材料、航空航天、汽车制造、交通运输和高性能电子器材等关键领域。国外进口的对位芳纶浆粕纤维的价格一直居高不下,这就给后续产业链的应用带来了较大的成本负担并限制了其应用领域的推广。因此,因此,急需一种简单、稳定、经济的芳纶浆粕工程化制备技术,降低生产成本,进一步提高产品的性价比,从而实现先进复合材料的低成本化。芳纶布在加工产品过程中会产生大量边角料及中间产物,芳纶长丝在纺丝过程中也不可避免会产生一定数量的废丝,产生了大量的芳纶废料,成为有利用价值的资源。
二、接产条件
1. 原材料:需要稳定的芳纶废丝、芳纶布等产品进口来源;
2.主要设备:盘磨机、打浆机等设备
3.年生产能力:根据市场而定。
三、经济效益
1.综合成本约:30000~40000元/吨
2.产品的预期售价:60000~80000元/吨
3.预期的经济效益: 30000元/吨
四、市场前景
本技术以芳纶布边角料为原料,采用化学溶胀耦合机械叩解的方法,利用纤维的皮芯层结构,实现“有限溶胀-皮层脱离-纵向劈裂”,开发出高原纤化浆粕纤维,显著提高浆粕比表面积,改善了浆粕的物理抓附力与化学活性。同时,实现了废物综合利用,降低浆粕成本。技术在国内处于领先水平,市场前景良好。
五、行业类别
轻工造纸行业
项目负责人:陕西科技大学—轻工科学与工程学院、陆赵情教授
通讯地址:西安市北郊未央大学园区联系方式:86168132
邮箱:luzhaoqing@sust.edu.cn邮编:710021
6、耐高温芳纶绝缘纸
一、项目简介
芳纶绝缘纸纸具有优异的机械性能(高拉伸强度、撕裂强度,耐磨性良好,并具有良好的弹性和柔韧性,再加工性能良好)、优良的电介质强度(不添加其它树脂处理可承受18~40kv/mm的短时间电应力)、良好的耐高温性能(在220℃条件下放置10年材料仍能保持良好的机械和电性能)、良好的化学稳定性和适应性(绝大多数溶剂对材料的性能没有影响),耐强酸强碱,防虫、霉变,能适应所有的油漆、胶粘剂、变压器油、润滑油、制冷剂、优异的低温性能(在-196℃条件下材料的拉伸强度比室温条件下高)、对潮湿环境不敏感(相对湿度95%环境中材料能保持相当于干燥环境90%的电介质强度,而机械强度有所增加)、抗辐射能力强(800 Megarads的离子辐射8次,材料仍能保持有用的机械和电介质强度)、阻燃并且在高温条件下不会生成有毒物质。
二、接产条件
1. 面向企业:芳纶纸企业;
2.主要设备:浆料筛分仪或更高细度的浆粕纤维
三、经济效益
可以提升产品质量,经济效益明显。
四、市场前景
本技术将对位芳纶浆粕纤维进行筛分精选得到一定目数、长度、宽度分布更加集中的浆粕纤维,再与对位芳纶纤维配合抄造,可以显著增加成纸匀度、提高芳纶纸机械强度、耐压强度,同时减少了抄造时的断纸,提高纸机车速和生产效率,避免了引入第三种黏结纤维对纸页性能带来的负面影响。
五、行业类别
轻工造纸行业
项目负责人:陕西科技大学—轻工科学与工程学院、张美云教授
通讯地址:西安市北郊未央大学园区联系方式:029-86168581
邮箱:myzhang@sust.edu.cn邮编:710021
7、高性能耐电晕芳纶云母纸基绝缘材料
一、项目简介
随着电力电子技术及新型半导体器件的迅速发展,越来越多的交流变频调速电动机得到了广泛应用,在各种复杂工程环境下工作的电气设备日益增多,这就对传统绝缘材料的机械强度、耐温性能、防潮性能,耐电晕性能、使用寿命等提出新的要求。云母纸成型依靠鳞片之间的范德华力结合,单独成纸强度差,需要以玻璃布为基材、添加胶黏剂或者合成树脂加以补强,然而胶黏剂和树脂的耐温性能以及绝缘性能难以满足当代电机的使用要求,在很大程度上制约了电气工业发展。云母绝缘纸的增强以及提高其对恶劣环境的适应性一直是国内外研究热点与难点。芳纶纤维虽然耐电晕性能比云母差,但具有极高的强度、模量、韧性,且具有优良的绝缘性能、耐高温性能。
因此,能够显著改善芳纶纸耐电晕性与绝缘性能的芳纶/云母绝缘材料应运而生。芳纶云母纸是以芳纶纤维作为云母纸的增强材料,通过现代造纸技术结合复合材料加工方式制备而成的高性能复合绝缘材料。因此,利用芳纶纤维和云母材料各自优势制备的芳纶云母纸可直接使用,无需传统云母纸工艺的浸胶、补强环节,简化了工艺流程。人们更趋向于高品质的少胶或无胶云母纸绝缘材料,芳纶云母纸的出现完全符合现代云母绝缘材料发展要求。
二、接产条件
1. 面向企业:芳纶绝缘纸生产企业或云母纸生产企业;
2.主要设备:特种纸生产设备
三、经济效益
可以提升产品质量,经济效益明显。
四、市场前景
高性能芳纶云母绝缘材料能够解决传统芳纶绝缘纸耐电晕性差的问题,同时又能显著增强传统云母绝缘纸强度性能,改善传统云母纸在高温、高湿等恶劣使用环境的服役能力与寿命,可应用于大中型发电机组、高压电机和牵引电机的主绝缘材料。应用前景广阔。
五、行业类别
轻工造纸行业
项目负责人:陕西科技大学—轻工科学与工程学院、陆赵情教授
通讯地址:西安市北郊未央大学园区联系方式:86168132
邮箱:luzhaoqing@sust.edu.cn邮编:710021
8、轻质高强对位芳纶蜂窝芯材
一、项目简介
芳纶纸因其优异的机械性能、阻燃性、抗腐蚀性、比重小等特点,以芳纶纸为原料通过浸胶、蜂窝叠层、拉伸、黏结、复合加工而成的芳纶纸基蜂窝结构材料,具有重量轻、强度高、抗冲击、耐腐蚀、隔音隔热、便于大面积整体成型等优异性能,强度超过传统铝蜂窝30-60%,可实现装置减重25~30%。广泛作为飞机、高铁、船舶、汽车实现轻量化的关键结构减重材料,应用于航空航天、轨道交通、航洋船舶等领域。2014年10月国家发改委、财政部、工业和信息化部联合印发《关键材料升级换代工程实施方案》,芳纶纸被列入国家“先进轨道交通行业急需新材料”。
二、接产条件
1. 面向企业:芳纶纸生产企业或特种纸厂家;
2.主要设备:特种纸生产设备
三、经济效益
可以提升产品质量,经济效益明显。
四、市场前景
与间位芳纶蜂窝材料相比,对位芳纶蜂窝材料具有更优异的机械力学性能和热性能。对位芳纶蜂窝较间位达到同样力学性能的Nomex蜂窝轻25%。以对位芳纶纸制成的对位芳纶纸蜂窝材料在强度、模量、热稳定性、回潮率以及大型部件可加工性等方面具有明显的优势,尤其是在抗压模量和抗剪切模量方面有很大的改善。可广泛应用于航空航天领域,包括飞机的受力和非受力部件(如机翼、整流罩、地板、发动机罩、舱门)和内饰填充材料(如侧壁、天棚、间壁、行李箱);轨道交通领域,如高速列车以及游艇和赛艇的地板、车厢壁板、天花、车门等部件,作为结构减重材料,实现飞机高铁的高速轻质化、达到节能减排等目的。应用前景广阔。
五、行业类别
轻工造纸行业
项目负责人:陕西科技大学—轻工科学与工程学院、陆赵情教授
通讯地址:西安市北郊未央大学园区联系方式:86168132
邮箱:luzhaoqing@sust.edu.cn邮编:710021
9、高性能聚酰亚胺纤维纸基材料项目
一、 项目简介
聚酰亚胺纤维是一种高强度、高模量、耐温性和绝缘性良好的新型合成纤维材料。聚酰亚胺纤维通过造纸湿法成型工艺制备而成聚酰亚胺纤维纸基材料,具有比重轻,比强度、比刚度高,抗冲击,突出的耐腐蚀和自熄性,良好的高温稳定性,广泛应用于航空航天和电气绝缘等高技术领域。
聚酰亚胺纸基材料制备的蜂窝结构材料具有轻质高强、阻燃等特点,应用于飞机的大刚性次受力结构件,实现结构减重。据报道,美国一架航天电机上使用的复合材料达
1800公斤
。对航天飞机来说.每减轻
1公斤
重量、可使发射费用降低15000美元。可见,高性能聚酰亚胺纸基材料对航空航天工业的发展,无论从国防、技术或经济效益考虑,其意义都是非常重大的。
本项目是建设一条具有自主知识产权500吨/年生产能力的蜂窝用聚酰亚胺纸基材料生产线,实现该材料的国产化。
二、接产条件
在一般的造纸生产企业或有兴趣从事高性能聚酰亚胺纤维纸机材料生产的企业均可使用。
1、现有小型圆网纸机或斜网纸机,经过改造可生产,改造费用约400万元。
2、如新上生产线,以一条生产线500吨/年为目标,总投资约为2200万元。
生产过程无污染,废水完全回收使用,属环保且清洁生产型的工艺。
三、经济效益
以一条生产线500吨/年为目标,项目总投资2200万,产值为20000万元,项目年利税4500万元人民币。因此,具有良好的经济效益和社会效益。
四、市场前景
本项目属航天航空高新材料,随着国家大飞机国产化专项项目的实施,必将有广阔的市场空间。
五、行业类别
造纸及高新材料行业。
项目负责人:陕西科技大学—轻工科学与工程学院、陆赵情教授
通讯地址:西安市北郊未央大学园区联系方式:86168132
邮箱:luzhaoqing@sust.edu.cn邮编:710021
10、印刷电路基板用对位芳纶纸基复合材料
一、项目简介
随着信息产业的迅速发展,电子产品呈现出轻薄、多功能化及高频化的发展趋势,这就要求印刷电路用基板材料在性能上向高耐热、低热膨胀系数、低介电常数和高信号传输速度等方面发展。目前常用的印刷电路基材有金属基、玻纤布基和陶瓷基材料。金属材料的散热性能比较差,另外为了保证基材与铜层之间的绝缘性,必须要在铜层之间设置一层绝缘层,不仅增加了加工工艺难度,而且大大降低了印刷电路板的散热性能。玻纤布材料在操作时容易变形,导致电路基材翘曲,其介电性能较差,介质损耗因数大,难以满足高频高性能线路板的要求,在经受多次高温冲击后,机械强度会下降,导致板材的强度不够,影响后续的印刷线路加工及电子元件的工作可靠性,玻纤布的生产经过熔化、拉丝、织布、热处理、表面处理和干燥等工序,能耗大、污染大。陶瓷材料与玻璃布印刷电路板焊接后经过若干次高低温极易由热应力引起开裂,这种线路易碎,成本高,而且陶瓷电路板的制备工艺复杂,对设备的要求高,工艺条件不易控制,成型难度大。
本技术制备的印刷电路基板用对位芳纶纸基复合材料,介电性能优良且分布均匀,线胀系数小,与聚酰亚胺树脂复合制成的层合基板的线胀系数可调整,能有效减少由于温度变化所造成的应力。与传统的环氧玻璃布层压板相比,其尺寸稳定性好,介电常数低,更适合于高速线路传输,也有利于电子设备的小型化和轻量化。同时,其耐热性能优良、使用温度范围宽、力学性能好、密度低、耐腐蚀,能够满足印刷电路板的发展趋势。本技术工艺简单,能耗少,且无毒、无污染。
二、接产条件
1. 面向企业:化机浆制浆企业
2.主要设备:现有制浆设备
三、经济效益
可以提升产品质量,经济效益明显。
四、市场前景
本技术本技术制备得到的印刷电路基板用对位芳纶纸基复合材料,介电常数低,线胀系数小,耐热性能优良、使用温度范围宽、力学性能好、密度低、耐腐蚀,能够满足印刷电路板的发展趋势。应用前景广阔。
五、行业类别
轻工造纸行业
项目负责人:陕西科技大学—轻工科学与工程学院、张美云教授
通讯地址:西安市北郊未央大学园区联系方式:029-86168581
邮箱:myzhang@sust.edu.cn邮编:710021
11、高性能环保型无石棉纸基摩擦材料生产技术
一、 项目简介
纸基摩擦材料广泛应用于汽车、火车、飞机、轮船等交通运输工具以及动力机械的制动系统,传统上广泛采用的石棉摩擦材料因制动而出现瞬时高温,使材料表面易产生严重的热衰退,并导致异常磨损。另外石棉被证明对人体有致癌危害,国外70年代初就开始无石棉摩擦材料的探索,到80年代初已完成无石棉摩擦材料的科学论证,90年代初,随着美国环保局发布限期禁止石棉制品的生产和销售,对石棉摩擦材料销售进行严格控制,现代欧美发达国家已经开发出了植物纤维、碳纤维、合成纤维基无石棉摩擦材料。
由于历史原因,我国摩擦材料的生产比较落后,产品主要以石棉基为主。我国的无石棉摩擦材料研究始于20世纪80年代中期,与国外相比,我国的无石棉摩擦材料科研和生产尚属起步阶段,其结构多数以纤维作为石棉的代替物,不仅产量少,且品种单一。无论是在生产规模、产品质量稳定性及品种方面,还是在生产技术及工艺装备水平等方面,均未达到经济规模批量生产与大量装车应用水平。随着科技的进步和社会的发展,对摩擦材料的性能要求亦越来越高,尤其是对高温制动性能和环保要求日益突出。因此,我国对无石棉摩擦材料的需求量仍缺口很大,远远不能满足我国快速发展的需求。
本项目主要针对无石棉纸基摩擦材料生产技术进行研究,利用碳纤维,玻璃纤维,芳纶、聚丙烯纤维等替代石棉纤维,研究纤维和填料和树脂的界面、以及成纸特性,对影响摩擦性能的主要因素以及材料的摩擦磨损机理和热性能进行研究,利用高性能的纤维替代致癌的石棉纤维作为纸基摩擦材料的增强纤维和基体,在提高摩擦材料强度和耐磨性能,提高产品档次和附加值的同时,赋予材料环境友好性。通过研究,达到汽车用摩擦片主要技术指标:动摩擦系数:0.11~0.13,静摩擦系数:0.15~0.17, 磨耗率≤5×10
-8cm
3/J。实现我国高档汽车用纸基摩擦材料的国产化。
二、接产条件
在一般的造纸生产企业或有兴趣从事纸基摩擦材料生产的企业均可使用。
1、现有小型圆网纸机或斜网纸机,经过改造可生产,改造费用约300万元。
2、如新上生产线,以一条生产线500万片/年为目标,总投资约为2000万元。
生产过程无污染,废水完全回收使用,属环保且清洁生产型的工艺。
三、经济效益
以一条生产线500万片/年为目标,项目总投资2000万,产值为5000万元,一年半时间收回投资。因此,具有良好的经济效益和社会效益。
四、市场前景
该产品为现有产品的更新换代产品,市场前景非常广阔。
五、行业类别
轻工造纸行业
项目负责人:陕西科技大学—轻工科学与工程学院、陆赵情教授
通讯地址:西安市北郊未央大学园区联系方式:86168132
邮箱:luzhaoqing@sust.edu.cn邮编:710021
12、添加钛酸钾晶须的低成本芳纶纸
一、项目简介
由芳纶纤维通过造纸湿法成型工艺制备而成的芳纶纸,具有比重轻,比强度大、比刚度高,抗冲击,突出的耐腐蚀和自熄性,良好的高温稳定性和透电磁波性能等特点,作为一种先进的复合材料基材广泛应用于高温绝缘材料、航空航天和高性能电子器材等领域。随着复合材料领域的快速发展,其在体育、家装、家电等民用领域也得到了进一步拓展,这就要求复合材料基材向着满足高性能化要求的前提下实现低成本化,即原材料、复合工艺和质量控制等各个方面实现低成本化,这样才能实现先进复合材料的应用“由军转民”,进一步拓宽复合材料在民用产品中的大规模应用。目前我国芳纶纤维生产初步实现了产业化,例如泰和新材料股份有限公司和圣欧芳纶有限公司等,但年产量仍然有限,芳纶纤维更多地应用在中高端领域,而国外进口芳纶纤维价格仍居高不下,这就给后续民用产业链的应用带来了较大的成本负担并限制了其应用领域的推广。
本技术在钛酸钾晶须与芳纶纤维混合分散过程中,通过添加CPAM(阳离子聚丙烯酰胺)作为助留剂,控制合适的搅拌速度与搅拌时间,可以使钛酸钾晶须与对位芳纶浆粕纤维、对位芳纶沉析纤维和间位芳纶沉析纤维中的一种或多种产生“纤维—晶须”微小包覆体结构,提高钛酸钾晶须在芳纶纸中的留着率,同时使芳纶纸体系中不同组分间产生更高的结合,利用钛酸钾晶须具有高强度、高长径比以及特殊的“针状”纤维微观形态,能够更好地与不同形态的芳纶纤维如短切、浆粕或沉析纤维产生纤维协同、混杂效应,进一步改善不同微观形态的纤维界面结合力,改善芳纶纸的综合性能。
二、接产条件
1. 面向企业:特种纸厂家;
2.主要设备:特种纸生产设备
三、经济效益
可以提升产品质量,经济效益明显。
四、市场前景
本技术通过在芳纶纤维中添加性能优异、价格较低廉的钛酸钾晶须后配合抄造,可以降低生产成本,同时改善芳纶纸力学性能尤其是芳纶纸的耐高温性能和耐磨性;此外,钛酸钾晶须与芳纶纤维混杂使用,起到了纤维的协同、混杂效应,改善了成纸的综合性能,提高纸机车速和生产效率。应用前景广阔。
五、行业类别
轻工造纸行业
项目负责人:陕西科技大学—轻工科学与工程学院、张美云教授
通讯地址:西安市北郊未央大学园区联系方式:029-86168581
邮箱:myzhang@sust.edu.cn邮编:710021
13、添加钛酸钾晶须的聚酰亚胺纤维纸
一、项目简介
聚酰亚胺纤维与传统的高强高模量最具代表性的美国杜邦公司研制开发的Kelvlar-49纤维相比,聚酰亚胺纤维具有更高的强度和模量、更高的热氧化稳定性、更高的弹性模量、较低的吸水率、更高的阻燃性、更高的耐水解性以及更高的耐辐射性。因此,聚酰亚胺纤维及聚酰亚胺纤维纸基材料在高温绝缘材料、航空航天和高性能电子器材等领域具有十分广阔的应用前景。聚酰亚胺纤维纸可以用作耐高温绝缘材料、滤波材料、耐高温抗辐射材料以及蜂窝材料。然而,聚酰亚胺纤维的性质十分稳定,表面钝化,且聚酰亚胺纤维由于更高的强度模量以及分子链更高的刚性,课题组前期研究发现即使经过磨打浆处理也不会产生原纤化现象,因此无法通过沉析法或机械法制得表面活性高、比表面积大的浆粕状或沉析状聚酰亚胺纤维。因此,聚酰亚胺纤维纸的工程化制备还面临着一定的关键技术攻关难题,一方面聚酰亚胺长纤维易絮聚、难分散导致成纸匀度差,另一方面缺乏与之性能匹配且表面活性高、比表面积大的“粘结纤维”导致原纸强度差。这就使得聚酰亚胺纤维十分优异的性能难以完全发挥,限制了其在中高端领域的应用。
本技术利用硅烷偶联剂对钛酸钾晶须进行改性处理,硅烷偶联剂水解生成具有线性结构的低聚硅氧烷化物,在钛酸钾晶须表面形成复杂包裹,晶须与比表面积大、表面活性高的对位芳纶浆粕/沉析纤维之间形成了晶须表面、硅烷偶联剂、纤维共同作用的界面层,形成“纤维—晶须”微小包覆体,从而使得晶须、聚酰亚胺纤维、对位芳纶浆粕/沉析纤维间产生更高的界面结合,提高聚酰亚胺纤维纸的综合性能。
二、接产条件
1. 面向企业:特种纸厂家;
2.主要设备:特种纸生产设备
三、经济效益
可以提升产品质量,经济效益明显。
四、市场前景
本技术通过聚酰亚胺纤维、钛酸钾晶须和对位芳纶浆粕/沉析纤维产生纤维混杂效应,改善聚酰亚胺纤维纸的综合性能,使其能够在耐高温绝缘材料、滤波材料、耐高温抗辐射材料以及蜂窝材料得到更好的应用。应用前景广阔。
五、行业类别
轻工造纸行业
项目负责人:陕西科技大学—轻工科学与工程学院、陆赵情教授
通讯地址:西安市北郊未央大学园区联系方式:86168132
邮箱:luzhaoqing@sust.edu.cn邮编:710021
14、阻燃聚酯型空气过滤纸
一、项目简介
近年来,空气过滤纸应用十分广泛,常用来制造生产医用卫生口罩、空气净化器和汽车内燃机空气滤清器的核心元件等。通常用于汽车内燃机的空气滤清器,多数都是采用经过树脂浸渍处理的微孔滤纸制成的纸质滤芯,从而可以滤除空气中灰尘、砂粒,减少对缸体的摩擦损耗,同时保证气缸中进入足量、清洁的空气。然而,由于“热气回流”,“气缸回火”等原因引起空气滤清器燃烧,造成车毁人亡的事故频发。采用具有热定形性好,裂断强度和弹性模量高,回弹性适中,耐热性好等特点的聚酯纤维制备汽车滤清器使用的滤纸呈现显著的阻燃和耐折叠性能。
本技术制备的聚酯型过滤纸韧性高,可经受反复的机械折叠,适于汽车滤清器的使用。另外PET纤维直挺,粗细均一,长度尺寸较大,可作为过滤纸的骨架物质,加入PET浆粕,由于其主要是由PET纤维高速研磨制得,尺寸较小,并且富含细小纤维,从而可以起到填充物质的作用,同时丙烯酸树脂作为粘合剂,这样本技术就可以用聚酯纤维拟合出植物纤维的结构。PET浆粕经过打浆原纤化处理,比表面积显著增大,导致其与PET纤维的粘结作用显著增强,从而降低了粘合剂的使用量。由PET纤维与PET浆粕制得的空气过滤纸具有致密的微孔,排列紧密有序的网孔结构致使其具有高效的过滤精度,同时孔隙所占的体积比并没有显著降低,流体的流道并没有受到大的影响,保证了其过滤阻力较小。另外使用氮磷阻燃树脂复合体系浸渍空气过滤纸,不仅提高了过滤纸的强度性能,也同时赋予了其阻燃的特性,进一步扩大了过滤纸的适用范围。
二、接产条件
1. 面向企业:特种纸厂家;
2.主要设备:特种纸生产设备
三、经济效益
可以提升产品质量,经济效益明显。
四、市场前景
本技术通过以聚酯纤维为原料,丙烯酸树脂作为胶液,改善了阻燃剂与纤维浆粕界面粘结性能,从而提高其与阻燃材料的相容性。同时可以使阻燃剂均匀的分布在纸张的表层,部分分散在纸张内部空隙中,从而在纸张表面形成一层阻燃膜,起到高效阻燃的作用。从而制备生产出高效阻燃环保的空气过滤纸。提高了空气滤纸的综合性能,应用前景广阔。
五、行业类别
轻工滤材行业
项目负责人:陕西科技大学—轻工科学与工程学院、张美云教授
通讯地址:西安市北郊未央大学园区联系方式:029-86168581
邮箱:myzhang@sust.edu.cn邮编:710021
15、高效的蛛网型空气过滤材料
一、项目简介
近年来由于人类活动的不断加剧,如工业化和城市化进程的加快、煤炭能源的大量消耗,以及机动车数量的激增所引发的大气中细小颗粒物(PM)的污染问题,尤其是空气动学直径小于2.5μm的细小颗粒(PM2.5),已经给人类健康带来了极大的威胁。据国际癌症研究中心报道,PM2.5会诱发冠状动脉堵塞、充血性心力衰竭和肺癌等疾病,严重影响人类的生命安全。另外,最近美国环境保护局宣布,目前在世界范围内每年因PM2.5所导致的死亡人数高达2100万。因此,研究和开发出高性能的空气过滤材料,以分离空气中的PM2.5,净化室内空气,一直以来都是工业界和学术界关注热点。
本技术采用一种在自然界中分布广泛的可再生的生物质资源-植物纤维为生产原料,同时其具有可生物降解、价格低廉等特点。再利用冷冻干燥技术来保持材料本身的孔隙结构而避免干燥过程中样品收缩而导致孔隙破坏。另外加入叔丁醇降低纤维悬浮液的表面张力,从而避免了纤维的絮聚,同时使得材料的孔隙结构分布更加均匀,另一方面叔丁醇的加入起到了调控材料孔隙尺寸的作用,进而使得滤材的微观结构从各向异性的层状结构转变为各向同性的蛛网状结构,有利于捕捉更加细小的微粒,最终制备出高效的、孔隙结构丰富的、可生物降解的空气过滤材料。
二、接产条件
1.面向企业:空气滤材厂家;
2.主要设备:滤材生产设备
三、经济效益
制备高效滤材,经济效益明显。
四、市场前景
本技术采用植物纤维作为原材料,一方面由于植物纤维本身属于具有一定吸附性能的多孔材料,同时又具有来源广泛,可生物降解等优势。而相比其他干燥方式如烘箱干燥等,冷冻干燥技术可以最大限度的维持材料的原始孔隙结构,从而减少对材料的结构破坏。因此本技术制备的空气过滤材料具有较高的过滤效率和精度、可生物降解和绿色环保等特点,应用前景广阔。
五、行业类别
轻工滤材行业
项目负责人:陕西科技大学—轻工科学与工程学院、张美云教授
通讯地址:西安市北郊未央大学园区联系方式:029-86168581
邮箱:myzhang@sust.edu.cn邮编:710021
16、高效气体吸附型空气过滤材料
一、项目简介
近年来随着人类活动的加剧及工业化进程的加快,大气污染变得愈加严重,而且大气污染物的构成组分也变得愈加复杂。在大气污染物中,除了目前备受人类关注的颗粒物(PM)污染外,一些有毒气体及挥发性有机物浓度的超标也会给人类健康带来极大的威胁。其中甲醛作为一种典型的污染气体,不仅会对人类的神经系统产生影响,造成视网膜病变和中风等症状,另外长期接触会引起癌症的发病率提高1.6倍,其毒性作用会对人的生活和健康产生严重影响。
本技术利用水热法将ZIF-8纳米晶体生长在原纤化纤维素纤维表面,以获得ZIF-8晶体修饰的纤维素纤维,再利用冷冻干燥技术从而制备出高吸附性空气过滤材料。由于ZIF-8晶体的比表面积高达956.1489 m²/g,导致经ZIF-8晶体修饰的过滤材料比表面积从7.10 m²/g升高到614.01 m²/g,提高了过滤材料对细小颗粒的吸附作用,从而提高了其空气过滤效率。另外,由于结构中具有开放金属位点的ZIF-8纳米晶体的引入可以提高纤维素基空气过滤材料的气体吸附能力。另外,ZIF-8具有突出的“旋转门效应”,能够吸附直径比其孔径大的气体分子,从而进一步提高了经ZIF-8纳米晶体修饰的过滤材料对有毒气体的吸附能力。因此经纳米晶体修饰后的纤维素基空气过滤材料对有毒气体(例如:甲醛等)都有良好的吸附性能。
二、接产条件
1.面向企业:空气滤材厂家;
2.主要设备:滤材生产设备
三、经济效益
制备高效吸附滤材,经济效益明显。
四、市场前景
本技术采用的植物纤维素基材具有绿色环保、易降解和可回收等特点,而另外采用水热法原位生成ZIF-8纳米晶体修饰的植物纤维,使得ZIF-8纳米晶体均匀地分布在纤维表面,同时减少了ZIF-8纳米晶体的脱落和破坏,再利用冷冻干燥技术制备出比表面积较大的高吸附性纤维素基空气过滤材料。且同时制备高效气体吸附型空气过滤材料方法具有工艺简单、生产方便等特点,技术在国内处于领先水平,应用前景广阔。
五、行业类别
轻工滤材行业
项目负责人:陕西科技大学—轻工科学与工程学院、张美云教授
通讯地址:西安市北郊未央大学园区联系方式:029-86168581
邮箱:myzhang@sust.edu.cn邮编:710021
17、环保型育果套袋外袋纸
一、项目简介
果实套袋栽培技术是一项生产优质、高档、品牌、无公害、绿色果品的先进果树栽培技术之一,它能够增加果面的光洁度,保证色泽鲜艳,提高果实优质率,延长果实保鲜期的作用。越来越多的果园已经逐渐应用了果实套袋栽培技术,据测算,每公斤套袋苹果的市场价格比不套袋的高出1.5~2.5元,这为果农每亩净增效益800~1500元。但育果套袋纸使用后随之产生的废旧育果套袋纸的处理问题成为一个亟需解决的问题。果农处理这些废水果生长套袋纸的方式一是摘果时丢弃在果园中,二是用火焚烧,不仅影响果园的土壤质量和耕作环境,造成很大的环境污染,对于我国每年有1500亿只多的水果生长套袋纸使用,需纸浆200多万吨,更是对资源的极大浪费,不利于可持续发展的需求。
本技术利用果园中已使用过的废旧育果套袋纸作为制备再生育果套袋纸的原料,可以大大节省原木浆用量,同时废旧育果套袋纸中已存在碳黑,进行磨浆处理后纸浆中的碳黑与纤维的结合力仍然较强,因此再利用过程中所需添加的碳黑用量会大大减少,只需少量碳黑加入即可达到高不透明度要求。因此克服了大量碳黑用于浆内染色造成的生产车间工作环境差、碳黑利用率低及生产成本高等问题。对果农而言,原本头疼不好处理的废旧育果套袋纸可以变废为宝,获得一定收益。对生产厂家而言,利用此方法制备再生育果套袋纸降低了浆料成本,大大减少了碳黑用量,降低了生产成本,改善了生车间工作产环境。对社会而言,使得废旧资源再利用,保护了环境,使得育果套袋纸生产方面得到了可持续发展。
二、接产条件
1. 面向企业:特种纸厂家;
2.主要设备:特种纸生产设备
三、经济效益
可以提升产品质量,经济效益明显。
四、市场前景
本技术制得的再生育果套袋外袋纸既防止了农药和风雨的污染侵蚀,保证了果实生长期生长条件的需要,又可以降低生产厂家的生产成本,改善了生车间工作产环境,减少碳黑的掉黑现象,同时也降低了果农的农业投入成本。应用前景广阔。
五、行业类别
轻工造纸行业
项目负责人:陕西科技大学—轻工科学与工程学院、张美云教授
通讯地址:西安市北郊未央大学园区联系方式:029-86168581
邮箱:myzhang@sust.edu.cn邮编:710021
18、高透气度育果套袋纸
一、项目简介
育果套袋纸的透气性对于果实的生长至关重要,育果袋纸只有具备良好的透气性能才能保证果实进行正常的新陈代谢,否则会形成高温高湿的环境,容易造成果实“日烧病”,出现果锈和黑点病。育果套袋纸的透气度较高,能够保证苹果在生长过程中比一般套袋纸下的苹果的更早的上色、成熟,这样又可以给果农带来更大的收益。由于果农对育果套袋价格要求苛刻,造纸企业为了不断降低生产成本而牺牲质量,致使大部分产品质量不过关,在使用过程中问题较多。一方面产品虽然达到了较高的强度,另一方面却忽略了透气度、抗水性和柔软度等指标的平衡,造成育果袋纸无法适应复杂多变的气候环境。同时,外袋纸高强度指标与高透气性指标相平衡的问题一直未能解决。
二、接产条件
1. 面向企业:特种纸厂家;
2.主要设备:特种纸生产设备
三、经济效益
可以提升产品质量,经济效益明显。
四、市场前景
本技术通过采用本色针叶木浆和阔叶木浆为原料,经共磨、配浆、网布成型,最后脱水烘干得到高透气度育果套袋纸。本技术制备的育果套袋纸在满足强度指标和抗液体渗透性的前提下,透气度提高至20~30μm·(Pa·s)-1,有效地防止了由于透气度低给果实所造成的高温高湿的环境,大大降低了果实的日烧病、果锈和黑点病发生的概率,也减少了残留农药对果实的二次润湿情况,保证了果实生长期生长条件的需要。应用前景广阔。
五、行业类别
轻工造纸行业
项目负责人:陕西科技大学—轻工科学与工程学院、张美云教授
通讯地址:西安市北郊未央大学园区联系方式:029-86168581
邮箱:myzhang@sust.edu.cn邮编:710021
19、胶印法生产加工育果袋外袋纸
一、项目简介
果实套袋技术是国内外一项先进的果实栽培技术,实施果品套袋,可以有效的提高果实的着色度、洁净度和完整度,增加果品的内在价值,进而带动经济效益。育果袋纸是在水果生长过程中使用的一种农业技术用纸,要求其具有较高的不透明度、透气性、耐久性及干、湿强度,以保证果实在生长期内免受日晒和病虫害,降低农药残留量,为果实在生长发育过程中提供黑暗、通气的保护环境,抑制果面叶绿素的合成,减轻果面底色,在成熟前解袋保证果实纯正上色。国内生产育果袋纸外袋纸的方法为层合法,外袋内层黑采用浆内添加炭黑工艺生产,炭黑使用量大,污染较大,且层合法工艺采用圆网纸机生产,车速较慢。
本技术具有以下优点:一、原纸生产工艺简单,长网纸机车速快,生产效率高,原纸生产流程与普通原纸相似,工艺参数调整相对容易,将专用油墨印刷到纸内层表面,制成成品。二、配制黑色油墨印刷、减少污染,在生产过程中降低了目前碳黑经过整个流送抄造过程对空气及操作环境造成不可避免的污染;三、所制成品纸透气度、强度和柔软性好,满足育果袋纸外袋纸的功能性指标。四、增强了纸张抗液体渗透性能,具有较强的抗水性和湿强度,能抵御果实生长期内农药的喷淋及风吹雨打,使水在纸表面成滚水珠状滑落,保证不会破袋。按照技术的方法生产的成品纸抽样检测,均满足使用要求。
二、接产条件
1. 面向企业:果袋纸制造厂家;
2.主要设备:制浆造纸设备、印刷机等
三、经济效益
可以提升产品质量,经济效益明显。
四、市场前景
本技术生产的育果袋外袋纸可以分为原纸和墨层两部分,其遮光性是由黑色油墨印刷到原纸上来完成,本方法具有原纸生产工艺简单、可使用长网纸机生产、车速快、成本低、污染少等优点,同时也解决了层合法中碳黑用于浆内染色造成的污染、利用率低及圆网纸机车速慢等问题。使用黑色油墨印刷,可增加纸张的抗液体渗透性能,同时使纸张具有良好的不透明度,不易掉黑、保持较高的柔软度和透气度。应用前景广阔。
五、行业类别
轻工造纸行业
项目负责人:陕西科技大学—轻工科学与工程学院、张美云教授
通讯地址:西安市北郊未央大学园区联系方式:029-86168581
邮箱:myzhang@sust.edu.cn邮编:710021
20、产高抗水性育果袋纸制备技术
一、项目简介
随着人们生活水平的提高和环保意识的增强,对水果的需求量不断增加,对其质量也提出了更高的要求,天然无污染的绿色水果越来越受欢迎。育果袋纸是为了提高水果的产品质量、增加其经济价值,在水果生长过程中使用的一种农业技术用纸。使用育果套袋,可以提高果实的着色度;可以提高果实的洁净度,减少农药的残留和灰尘的污染,保证人体健康;提高果实的完整度,减少病虫害;提高商品果率和经济效益等。由于在水果生长季节,受风吹、日晒及雨淋等气候条件变化的影响,要求育果袋纸具有长期抗水性能,以防经雨淋或者是由露水造成的纸袋破碎;同时育果袋纸还应具有高的透气性,保证水果正常进行光合作用和呼吸作用,以进行正常的新陈代谢。目前国内生产的育果袋纸使用中问题较多,透气度和抗水性这一对立技术指标生产技术不过关,造成两者都偏低、或单一指标高而另一指标低,导致果品易有黑斑、日烧、腐烂等缺陷。一些育果袋纸厂为降低成本,牺牲了一部分质量,全部采用废纸浆及劣质化工原料,造成产品质量较差,伤果伤农事件频发。
本技术首先以石蜡、硬脂酸、硼砂、纯碱和水制备抗水剂,利用该抗水剂与混合浆等配浆后进行抄造,所制备的成品纸既具备高的抗水性,同时也具有好的透气性,解决了目前国内生产的育果袋纸抗水性及透气性这一对立指标的矛盾;二、抗水剂和湿强剂制备方便、装置简单,工厂可自制,降低了生产成本。三、所制成品纸透气度、强度和柔软性好,满足了果实生长期间的呼吸作用,又不磨损果柄而造成掉果。四、所制成品具有高而持久的抗水性和较高的湿强度,能抵御果实生长期8 ~ 12 次的喷药以及三个月的风吹雨淋,使水在纸表面成滚水珠状滑落,即使长时间雨淋也不会造成破袋。
二、接产条件
1. 面向企业:果袋纸制造厂家;
2.主要设备:制浆造纸设备、印刷机等
三、经济效益
可以提升产品质量,经济效益明显。
四、市场前景
本技术以废纸浆为主要纤维原料、使用自制抗水剂,生产的育果袋纸抗水性及抗水耐久性好、透气性高,并且具有生产工艺简单、成本低等优点,同时解决了国产育果袋纸中透气度与抗水性这一对立技术指标生产技术不过关、造成两者都偏低或一高一低等问题。本技术可用于生产育果袋纸,能满足果实的生长需要,防止农药的污染和风雨的侵蚀,增强果实表面的色泽。应用前景广阔。
五、行业类别
轻工造纸行业
项目负责人:陕西科技大学—轻工科学与工程学院、张美云教授
通讯地址:西安市北郊未央大学园区联系方式:029-86168581
邮箱:myzhang@sust.edu.cn邮编:710021
21、高填料纸张制备技术
一、项目简介
提高纸张的填料含量不仅可改善纸张光学性能与印刷适性,而且可节约纤维原料,降低生产成本,从而为企业带来更好的经济效益。本技术开发的纤维填料复合加填技术,可有效提高纸张的强度性能,在开发高填料纸方面具有广阔的应用前景。
二、接产条件
1. 主要设备及其总投资
利用纸厂原有设备即可。
2. 建厂面积及水、电、汽要求
无。
3. 一般年生产能力:根据市场而定。
三、经济效益
无需增加新设备,只需对原有管路进行部分改造。根据纸种差异,纸张填料含量可提高幅度不同,吨纸成本可降低200~800元。
四、市场前景
提高纸张填料含量是造纸厂不断追求的目标,成本节约效果显著,具有较好的市场前景。
五、行业类别
轻工造纸行业
项目负责人:陕西科技大学—轻工科学与工程学院、张美云教授
通讯地址:西安市北郊未央大学园区联系方式:029-86168581
邮箱:myzhang@sust.edu.cn邮编:710021
22、化机浆选择性磨浆新技术
一、项目简介
化机浆是近10 年发展最快的浆料种类,具有高得率、高松厚度、低成本、低污染等优点,其生产及使用的优点已经得到造纸行业充分肯定,在生产中尽可能大量配用化机浆已经被造纸工作者普遍认同。然而,化机浆的制浆过程需要大功率的高浓盘磨机,使化机浆制浆过程的磨浆能耗居高不下。因此,降低化机浆磨浆能耗是化机浆生产节能降耗的关键。
为了降低化机浆磨浆能耗,国内外众多学者进行了多方面的研究,例如利用化学品、酶等对木片进行预处理;优化磨片齿高、磨盘结构等实施更为有效的磨浆效率;释放磨浆过程的高温蒸汽来实施磨浆能耗的降低;优化二段磨浆浓度来降低磨浆能耗等。这些方法均能在一定程度上有利于降低化机浆磨浆能耗,然而,这些方法或多或少地存在一些局限。例如,新增化学品的使用将增加生产成本;酶处理时间长,难以满足快速生产的需要;磨浆机结构的优化将要求现有生产线更换成本高昂的磨浆设备;释放磨浆过程的高温蒸汽需要复杂的系统;降低二段磨浆浓度将降低化机浆成纸松厚度等。从而使这些方法难以在目前现有化机浆生产线上进行改造升级,降低磨浆过程能耗。
本技术将待磨浆的木片经一次磨浆、一次漂白之后进行螺旋压榨,压榨后所得浆料进行第一段筛选,将渣浆量控制为20%-60%,然后将良浆送往中间浆池,而对第一段筛选后的渣浆进行二次磨浆,将浆料游离度控制为200-400ml,然后对二次磨浆后的浆料进行第二段筛选,将渣浆量控制为5%-20%,将所得良浆送往所述中间浆池,而渣浆进入渣浆处理系统进行渣浆处理,出所述中间浆池的浆料浓缩后送入造纸工段,本技术充分利用化机浆强度由细小纤维保障的特性,适当增加纤维束的磨浆程度,产生较多的细小纤维来弥补强度,从而实现与原工艺相同的成纸性能,同时能够大幅降低化机浆的磨浆能耗。
二、接产条件
1. 面向企业:化机浆制浆企业
2.主要设备:现有制浆设备
三、经济效益
可以提升产品质量,经济效益明显。
四、市场前景
本技术充分利用化机浆强度由细小纤维保障的特性,适当增加纤维束的磨浆程度,产生较多的细小纤维来弥补强度,从而实现与原工艺相同的成纸性能;同时,可以实现现有化机浆的生产流程的简单改造,在不改变浆料成纸性能的基础上,达到节能降耗的目的。应用前景广阔。
五、行业类别
轻工造纸行业
项目负责人:陕西科技大学—轻工科学与工程学院、张美云教授
通讯地址:西安市北郊未央大学园区联系方式:029-86168581
邮箱:myzhang@sust.edu.cn邮编:710021
23、高松厚度纸张制备技术
一、项目简介
纸张的松厚度是纸张性能的一个重要指标,由于高松厚度纸张可以同等厚度替代原来的高定量纸张,不仅节约纤维原料,同时降低生产成本和运输成本,从而为企业带来更好的经济效益。市场上,高松厚度纸又称为轻型纸,一般采用阔叶木化学机械浆与针叶木化学机械浆或少量的化学浆配抄。高松厚度纸以其松厚度高的特点作为中高档图书用纸升级换代产品得到了市场认可。本项目为充分发挥化学浆白度高,强度好的特点,添加了高松厚度硅酸盐基大粒径填料,填料表面褶皱球状、高表面积特点为纸张提供良好的松厚度,其高长宽比的针状形态可为纸张保留良好的强度。由于其两种形态的协同效应才使得纸张松厚度和强度有较好的保留。该方法所制造的纸张不仅松厚度高、白度高而且纸张强度保留效果好。
二、接产条件
1.主要设备:利用纸厂原有设备即可。
2.一般年生产能力:根据市场而定。
三、经济效益
降低生产成本,节约植物资源,减少原料的使用,经济效益明显。
四、市场前景
本技术将硅酸盐基高松厚度大粒子填料填充到纸张中,利用填料表面褶皱球状、高表面积特点为纸张提供良好的松厚度,此外其高长宽比的针状形态也可保留纸张较好的强度。填料价格便宜,可显著降低企业生产成本,另外还可以节约植物资源,实现可持续生产,市场前景广阔。
五、行业类别
轻工造纸行业
项目负责人:陕西科技大学—轻工科学与工程学院、张美云教授
通讯地址:西安市北郊未央大学园区联系方式:029-86168581
邮箱:myzhang@sust.edu.cn邮编:710021
24、纸张成形的改善方法
一、项目简介
为了改善纸张光学性能和印刷适性,满足纸张某些特殊性能要求,节约纤维原料降低生产成本,在纸张的生产中,一般均需要加入填料。不同纸种的加填量相差很大,少的在2% ~ 3%,高的达到40%。由于一般填料的价格只有植物纤维价格的十分之一甚至更低,因此,在纸张中加入更多的填料,可以显著降低纸张生产成本,有利于林木资源的保护,缓解造纸植物纤维短缺的局面。本项目通过提供一种改善成纸性能的方法,即将高、低密度填料进行复合后应用于造纸中,从而有效改善纸张的松厚度,撕裂强度、抗张强度和成纸灰分。
二、接产条件
1.主要设备:利用纸厂原有设备即可。
2.一般年生产能力:根据市场而定。
三、经济效益
提高纸张的填料含量,不仅有利于降低纸张的生产成本,同时有利于林木资源的保护,有利于缓解造纸植物纤维短缺的局面。另一方面,由于高松厚度纸张以同等厚度替代原来的高定量纸张,不仅节约纤维原料,同时降低生产成本和运输成本,从而为企业带来更好的经济效益。在纸张强度满足要求的情况下,增加纸张中的填料含量和提高成纸的松厚度一直造纸企业追求的目标。
四、市场前景
本技术利用填料密度的不同特性,选择合适的填料密度、粒径及形态,按一定比例配成复合填料,可以达到有效改善成纸填料含量和纸张强度,提高纸张松厚度的目的,可以显著降低纸张生产成本,市场前景较好。
五、行业类别
轻工造纸行业
项目负责人:陕西科技大学—轻工科学与工程学院、张美云教授
通讯地址:西安市北郊未央大学园区联系方式:029-86168581
邮箱:myzhang@sust.edu.cn邮编:710021
25、降低造纸用粉煤灰联产硅酸钙填料pH值同时净化烟道气的方法
一、项目简介
由粉煤灰加工提炼而成的新型活性硅酸盐可应用于造纸行业,但是由于生产过程中加入了大量的碱和石灰乳,导致产品硅酸钙具有高碱性,这严重限制了其在造纸领域的使用和推广,另一方面,燃煤产生的大气污染物占我国烟尘排放总量的60% 以上,其中燃煤电厂和工业锅炉烟气的排放量及所含污染物的排放量远远大于其他废气,是污染治理的重点。本项目提供了一种降低造纸用粉煤灰联产硅酸钙填料pH值同时净化烟道气的方法,综合利用燃煤电厂产生的粉煤灰和工业锅炉产生的烟道气,生产出适用于造纸用的硅酸钙填料(即送出吸收塔的处理后硅酸钙),同时使工业锅炉产生的烟道气净化。
二、接产条件
1.主要设备:利用锅炉厂原有设备即可。
2.一般年生产能力:根据市场而定。
三、经济效益
本技术与现有技术相比,一方面,本技术得到的硅酸钙填料的pH值能够降低到7~9,降低高碱度粉煤灰联产活性硅酸钙的 pH 值;而且含水硅酸钙悬浮液与烟道气混合并进行干燥吸收,生成了的部分碳酸钙和少量硫酸钙,部分碳酸钙和少量硫酸钙进入最终的硅酸钙填料,使硅酸钙填料具有复配填料的性能,因此对硅酸钙填料本身的性能也有所提高;另一方面,本技术净化后从烟道排出的烟道气中 CO2和 SO2 的总体积百分比能够降低到0.001% 以下,因此,采用本技术能够高效的净化烟道气,降低其排放,并且有固硫的效果;而且,本技术工艺操作简单方便,投资小成本低,具有良好的工业应用前景。
四、市场前景
本技术利用新技术将粉煤灰提炼成新型活性硅酸盐,可应用于造纸行业,另外可显著降低烟道气的排放,节能环保,符合当今企业可持续发展、绿色发展的路线。
五、行业类别
轻工造纸行业
项目负责人:陕西科技大学—轻工科学与工程学院、张美云教授
通讯地址:西安市北郊未央大学园区联系方式:029-86168581
邮箱:myzhang@sust.edu.cn邮编:710021
26、改性硅酸钙造纸填料的制备方法
一、项目简介
为了改善纸张光学性能和印刷适性,满足纸张某些特殊性能要求,节约纤维原料降低生产成本,在纸张的生产中,一般均需要加入填料。由于一般填料的价格只有植物纤维价格的十分之一甚至更低,因此,在纸张中加入更多的填料,可以显著降低纸张生产成本。造纸填料种类较多,最常用的有重质碳酸钙,轻质碳酸钙,滑石粉,高岭土等。不同填料的物理化学性质不同,即使同一种填料,也会由于粒径,表面形貌的不同,其加填后成纸性能也会有所不同。本技术的目的在于提供一种改性硅酸钙造纸填料的制备方法,经改性的硅酸钙填料能够提高纸的抗张指数和耐破指数,同时能够较好地保留成纸高松厚度和纸张尺寸的稳定性。
二、接产条件
1.主要设备:利用造纸厂原有设备即可。
2.一般年生产能力:根据市场而定。
三、经济效益
硅酸钙填料经热处理改性,是将结晶不良或大部分为无定型结构的原料硅酸钙经本技术方法处理,得到的改性硅酸钙,其化学成分没有改变,但是晶体结构及物理形态已经发生了变化,因而在进一步的造纸过程中对成纸张的性能产生了影响,与未改性的硅酸钙填料相比,热处理改性后的填料可明显提高加填纸的抗张指数和耐破指数,同时可较好地保留成纸高松厚度的特性和维持纸张尺寸稳定性。可为企业带来较好的经济效益。
四、市场前景
采用本技术方法改性后的硅酸钙填料,呈球状聚集体结构,表面多孔形态消失,结晶度良好,平均粒径为10~20μm,白度为85~91%ISO,在525℃下的灼烧损失为0%。对改性后的硅酸钙填料按照 TAPPI 标准制成手抄片检测纸张的物理性能,结果显示,改性后的硅酸钙填料可以明显提高纸张的抗张强度,与普通造纸填料相比具有较好的松厚度,同时,由于改性后硅酸钙填料中的水分已经去除,制成的纸张的尺寸稳定性得到改善。
五、行业类别
轻工造纸行业
项目负责人:陕西科技大学—轻工科学与工程学院、张美云教授
通讯地址:西安市北郊未央大学园区联系方式:029-86168581
邮箱:myzhang@sust.edu.cn邮编:710021
27、提高硅酸钙加填纸张强度性能的技术
一、项目简介
在造纸过程中添加填料一方面可有效改善成纸光学性能与印刷适性,另一方面,由于填料成本低于纤维,使用填料还有利于降低生产成本。因此,提高纸张中的填料含量成为造纸工业追求的目标之一。
本技术通过采用硫酸对硅酸钙预处理后,在酸性条件下可激发硅酸钙表面产生大量硅羟基,使其与纤维表面羟基形成化学结合,此外,预处理硅酸钙后,硅酸钙部分溶解,钙离子与硫酸根离子形成硫酸钙晶须,硫酸钙晶须与纤维可相互搭接,形成纤维-填料网络结构,有利于提高硅酸钙加填纸张的强度性能,实验结果表明,在相同纸张定量、抄造工艺条和填料含量条件下,经过硫酸预处理的硅酸钙填料加填纸抗张强度和撕裂强度性能优于未处理的硅酸钙填料加填纸的强度性能,抗张强度性能的提高表明对填料进行预处理后改善了填料与纤维的结合力,意味着有进一步提高填料含量的空间,有利于开发高填料纸。该方法工艺简单,高效,经预处理后的硅酸钙产品质量稳定,符合高填料造纸的要求。
二、接产条件
1. 面向企业:造纸企业;
2.主要设备:球磨机,常用造纸设备
三、经济效益
可以提升纸产品质量,经济效益明显。
四、市场前景
本技术在相同纸张定量、抄造工艺条和填料含量条件下,经过硫酸溶液预处理的硅酸钙填料加填纸抗张强度和撕裂强度性能优于未处理的硅酸钙填料加填纸的强度性能,抗张强度性能的提高表明对填料进行预处理后改善了填料与纤维的结合力,意味着有进一步提高填料含量的空间,有利于开发高填料纸,应用前景广阔。
五、行业类别
轻工造纸行业
项目负责人:陕西科技大学—轻工科学与工程学院、张美云教授
通讯地址:西安市北郊未央大学园区联系方式:029-86168581
邮箱:myzhang@sust.edu.cn邮编:710021
28、改善硅酸钙加填纸张性能的技术
一、项目简介
本技术通过采用盐酸对硅酸钙预处理后,可激发硅酸钙表面产生大量硅羟基,使其与纤维表面羟基形成化学结合,从而提高硅酸钙加填纸张的强度性能,实验结果表明,在相同纸张定量、抄造工艺条和填料含量条件下,经过预处理的硅酸钙填料加填纸抗张强度和撕裂强度性能优于未处理的硅酸钙填料加填纸的强度性能,抗张强度性能的提高表明对填料进行预处理后改善了填料与纤维的结合力,意味着有进一步提高填料含量的空间,有利于开发高填料纸。该方法工艺简单,高效,经预处理后的硅酸钙产品质量稳定,符合高填料造纸的要求。
二、接产条件
1.面向企业:造纸厂家;
2.主要设备:成型网,烘缸
三、经济效益
可以提升纸产品质量,经济效益明显。
四、市场前景
本技术在相同纸张定量、抄造工艺条和填料含量条件下,经过盐酸溶液预处理的硅酸钙填料加填纸抗张强度和撕裂强度性能优于未处理的硅酸钙填料加填纸的强度性能,抗张强度性能的提高表明对填料进行预处理后改善了填料与纤维的结合力,意味着有进一步提高填料含量的空间,有利于开发高填料纸,应用前景广阔。
五、行业类别
轻工造纸行业
项目负责人:陕西科技大学—轻工科学与工程学院、张美云教授
通讯地址:西安市北郊未央大学园区联系方式:029-86168581
邮箱:myzhang@sust.edu.cn邮编:710021
29、提高加填纸张强度性能技术
一、项目简介
本技术采用磷酸对硅酸钙填料进行预处理,将处理后的填料加入磨浆后的植物纤维中,经过上网、成形、压榨、干燥后得到加填纸张,一方面可有效改善成纸光学性能与印刷适性,另一方面,由于填料成本低于纤维,使用填料还有利于降低生产成本。该方法可显著改善硅酸钙加填纸的强度性能,在开发高填料纸方面具有显著优势。
本技术通过采用磷酸对硅酸钙预处理后,在酸性条件下可激发硅酸钙表面产生大量硅羟基,使其与纤维表面羟基形成化学结合,提高加填纸张强度性能;该方法工艺简单,高效,经预处理后的硅酸钙产品质量稳定,符合高填料造纸的要求,实验结果表明,在相同纸张定量、抄造工艺条和填料含量条件下,经过磷酸预处理的硅酸钙填料加填纸抗张强度和撕裂强度性能优于未处理的硅酸钙填料加填纸的强度性能,抗张强度性能的提高表明对填料进行预处理后改善了填料与纤维的结合力,意味着有进一步提高填料含量的空间,有利于开发高填料纸。该方法工艺简单,高效,经预处理后的硅酸钙产品质量稳定,符合高填料造纸的要求。
二、接产条件
1.面向企业:造纸厂家;
2.主要设备:磨浆机,成型网,烘缸
三、经济效益
可以提升纸产品质量,经济效益明显。
四、市场前景
本技术在相同纸张定量、抄造工艺条和填料含量条件下,经过磷酸溶液预处理的硅酸钙填料加填纸抗张强度和撕裂强度性能优于未处理的硅酸钙填料加填纸的强度性能,抗张强度性能的提高表明对填料进行预处理后改善了填料与纤维的结合力,意味着有进一步提高填料含量的空间,有利于开发高填料纸,应用前景广阔。
五、行业类别
轻工造纸行业
项目负责人:陕西科技大学—轻工科学与工程学院、张美云教授
通讯地址:西安市北郊未央大学园区联系方式:029-86168581
邮箱:myzhang@sust.edu.cn邮编:710021
30、改善成纸强度性能的造纸方法
一、项目简介
本技术公开了一种改善成纸强度性能的造纸方法,本技术采用酸对硅酸钙填料与细小纤维进行复合处理,将复合后的填料加入磨浆后的植物纤维中,经过上网、成形、压榨、干燥后得到加填纸张。该方法可显著改善硅酸钙加填纸的强度性能,在开发高填料纸方面具有显著优势。在造纸过程中添加填料一方面可有效改善成纸光学性能与印刷适性,另一方面,由于填料成本低于纤维,使用填料还有利于降低生产成本。因此,提高纸张中的填料含量成为造纸工业追求的目标之一。然而,加入填料后会降低纸张强度性能,从而引起纸张表面掉毛掉粉、生产过程断纸的问题,因此现有文献采用对填料进行预处理,以改善加填纸张的强度性能。
二、接产条件
1.主要设备:磨浆机、抄纸机、油压机、
2.一般年生产能力:根据市场而定。
三、经济效益
在常温下即可进行,控制因素较少,且所制备的复合填料可显著改善纸张的强度性能,经济效益明显。
四、市场前景
在相同纸张定量、抄造工艺条和填料含量条件下,采用复合填料的加填纸抗张强度和撕裂强度性能优于未复合硅酸钙填料加填纸的强度性能,抗张强度性能的提高表明复合填料改善了填料与纤维的结合力,意味着有进一步提高填料含量的空间,有利于开发高填料纸,市场前景良好。
五、行业类别
轻工造纸行业
项目负责人:陕西科技大学—轻工科学与工程学院、张美云教授
通讯地址:西安市北郊未央大学园区联系方式:029-86168581
邮箱:myzhang@sust.edu.cn邮编:710021
31、快速测定多孔硅酸钙加填纸张灰分的方法
一、项目简介
首先将多孔硅酸钙加填纸张裁成若干尺寸相同的纸条,然后把纸条重叠后沿长度方向卷成圆柱形纸样;接着称量圆柱形纸样和用于放置圆柱形纸样的燃烧装置的重量;然后将圆柱形纸样放入燃烧装置,采用丁烷喷枪点燃圆柱形纸样并灼烧,然后在空气中冷却一定时间后放入干燥器中冷却,冷却后称量燃烧装置的重量;最后通过公式计算多孔硅酸钙加填纸张灰分。本技术测定灰分速度快,数据准确,完全可以满足生产以及科研中对于纸张灰分快速测定的需要。
二、接产条件
1.主要设备:电炉子、马弗炉、坩埚。
2. 测定灰分含量的基本设备。
三、经济效益
提供一种快速测定多孔硅酸钙加填纸张灰分的方法,以克服现有技术存在的缺陷,经济效益明显
四、市场前景
本技术测定灰分速度快,数据准确,完全可以满足生产以及科研中对于纸张灰分快速测定的需要,市场前景良好。
五、行业类别
轻工造纸行业
项目负责人:陕西科技大学—轻工科学与工程学院、张美云教授
通讯地址:西安市北郊未央大学园区联系方式:029-86168581
邮箱:myzhang@sust.edu.cn邮编:710021
32、多孔硅酸钙/纤维共磨加填纸制备技术
一、项目简介
本技术提供了一种采用填料与浆料共磨的工艺改善多孔硅酸钙填料加填纸强度性能的方法。与现有多孔硅酸钙填料浆内加填方法相比,本技术提供的方法能够有效改善加填纸强度性能,提高成纸的抗张强度和撕裂强度,并能够保证成纸的松厚度。
二、接产条件
1. 主要设备及其总投资
利用纸厂原有设备即可。
2. 建厂面积及水、电、汽要求
无。
3. 一般年生产能力:根据市场而定。
三、经济效益
可有效改善加填纸的抗张指数、撕裂指数等强度性能指标。无需增加新设备,只需对原有管路进行部分改造,经济效益可观。
四、市场前景
本技术操作简单,对设备要求低,环境友好,适合工业化大规模放大生产,具有较好的市场前景。
五、行业类别
轻工造纸行业
项目负责人:陕西科技大学—轻工科学与工程学院、张美云教授
通讯地址:西安市北郊未央大学园区联系方式:029-86168581
邮箱:myzhang@sust.edu.cn邮编:710021
33、优化纸张结构改善成纸性能的技术
一、项目简介
本技术提供了一种优化纸张结构改善成纸性能的方法,包括:纸浆的碎解、磨浆、填料悬浮液的配制及纸页的抄造。通过优化填料分布因子来实现改善成纸性能,通过调整填料在纸页结构中的分布,最大限度地发挥填料的优势,从而达到改善成纸性能的目的。
二、接产条件
1. 主要设备及其总投资
利用纸厂原有设备即可。
2. 建厂面积及水、电、汽要求
无。
3. 一般年生产能力:根据市场而定。
三、经济效益
本技术通过优化填料分布因子来实现改善成纸性能,通过调整填料在纸页结构中的分布,最大限度地发挥填料的优势,从而达到改善成纸性能的目的。无需增加新设备,只需对原有管路进行部分改造,经济效益可观。
四、市场前景
本技术简单易操作,能够根据需要调控目标成纸的性能,在现代造纸机中通过优化集中因子,调整填料分布情况可达到改善成纸性能的目的,从而提高产品质量,具有较好的市场前景。
五、行业类别
轻工造纸行业
项目负责人:陕西科技大学—轻工科学与工程学院、张美云教授
通讯地址:西安市北郊未央大学园区联系方式:029-86168581
邮箱:myzhang@sust.edu.cn邮编:710021
34、麦草微晶纤维素和生物质乙醇低污染联产工艺
一、项目简介
木质纤维素类生物质资源化和能源化利用目前存在的主要技术瓶颈之一是纤维素中存在致密的晶体结构,严重阻碍了化学试剂或生物酶对纤维素的可及度。二是纤维素酶降解纤维素效率低,成本高,完全产业化目前还难以实现。因此,纤维素全结构转化为生物质燃料的技术目前还难以取得很大突破。另外,国内外生产微晶纤维素是以木材和棉花为原料,其生产工艺具有很大缺点:一是棉花和木材等资源相对紧缺,且成本高,限制了微晶纤维素的生产规模;而且,目前的生产工艺中纤维素无定形区降解后被作为废弃物而排放,既污染了环境,又浪费了资源。
本技术针对纤维素结晶区和无定形区的结构特点和性能区别,采取不同处理、分别利用的思路,通过酸水解和碱处理技术分离结晶区用于制备MCC,无定形区水解为葡萄糖后分别溶于酸水解和碱处理废液中,利用两种废液相互中和并采用生物发酵的方法转化其中的葡萄糖为乙醇,化解了这两个技术难题。
二、接产条件
1. 面向企业:麦草制浆厂家;
2.主要设备:制浆设备、反应釜等
三、经济效益
可以提升产品质量,经济效益明显。
四、市场前景
本技术将较纯净的麦草乙醇法纤维素采用酸水解技术降解其无定形区为葡萄糖,保留结晶区,并经碱处理除去灰分(麦草原料灰分较大);最后通过干燥、粉碎工艺制备出微晶纤维素产品。酸水解及碱处理过程中,绝大多数纤维素无定形区和少量结晶区降解为葡萄糖溶解在酸水解和碱处理废液中。利用两种废液相互中和,并采用生物发酵的方法转化其中的葡萄糖为生物质乙醇,既减少了废液对环境的污染,又可大大提高纤维素资源的利用率,实现麦草微晶纤维素和生物质乙醇的低污染联产。应用前景广阔。
五、行业类别
轻工造纸行业
项目负责人:陕西科技大学—轻工科学与工程学院、李金宝教授
通讯地址:西安市北郊未央大学园区联系方式:18291989430
邮箱:lijinbao@sust.edu.cn邮编:710021
35、合成革用麦草微晶纤维素制备技术
一、项目简介
我国木材资源匮乏,但每年约2亿吨秸秆因无法利用而被焚烧或废弃,造成了巨大资源浪费和严重环境污染。本项目以小麦秸秆为原料,可利用制浆造纸工厂现有制浆生产线获得漂白化学浆;采用本项目开发的保护结晶区、促进无定形区降解的纤维素定向酸水解技术,再通过洗涤、干燥、粉碎、筛选等系列工艺,最终获得高性能合成革用麦草微晶纤维素。产品作为致孔剂和增稠剂可用于高档聚氨酯合成革的生产,可显著提高合成革产品的透气性。
二、接产条件
1.主要设备:反应釜、洗涤过滤干燥三合一分离机、磨粉机、振动筛。
2.一般年生产能力:根据市场而定。
三、经济效益
1.综合成本约:6000元/吨
2.产品的预期售价:11000元/吨
3.预期的经济效益: 5000元/吨
四、市场前景
本技术制备的合成革用麦草微晶纤维素产品经经权威机构检测,应用性能优于国内同类木质源微晶纤维素产品,接近进口德国的木质源微晶纤维素产品质量水平,整体技术处于国内领先水平,市场前景良好。
五、行业类别
轻工造纸或药辅行业
项目负责人:陕西科技大学—轻工科学与工程学院、李金宝教授
通讯地址:西安市北郊未央大学园区联系方式:18291989430
邮箱:lijinbao@sust.edu.cn邮编:710021
36、高性能药用微晶纤维素制备技术
一、项目简介
以价格较低廉的木材溶解浆代替昂贵的精制棉原料用于制备药用微晶纤维素,采用本项目开发的助渗透预处理技术及保护结晶区、促进无定形区降解的纤维素定向酸水解技术高效分离纤维素结晶区和无定形区,再通过后续湿法粉碎、干燥、筛选等系列工艺,显著提高了产品的结晶度及流动性,获得高性能药用微晶纤维素产品。该产品可作为缓释剂、崩解剂、吸附剂、助悬剂等重要功能药辅材料用于制药工业中的湿法造粒、干法压片、以及制造膏状和悬浮液类药剂。
二、接产条件
1.主要设备:预反应釜、反应釜、洗涤压滤机、球磨机、振动筛。
2.一般年生产能力:根据市场而定。
三、经济效益
1.综合成本约:13000元/吨
2.产品的预期售价:35000元/吨
3.预期的经济效益: 22000元/吨
四、市场前景
国产药用微晶纤维素多采用精制棉原料,成本高昂。产品结晶度低,流动性较差,本技术可显著降低生产成本,提高产品质量性能,技术水平在国内处于领先水平,市场前景良好。
五、行业类别
药辅行业
项目负责人:陕西科技大学—轻工科学与工程学院、李金宝教授
通讯地址:西安市北郊未央大学园区联系方式:18291989430
邮箱:lijinbao@sust.edu.cn邮编:710021
37、高性能碳纤维纸基复合屏蔽材料
一、项目简介
碳纤维电磁屏蔽材料由于具有优异的屏蔽效能,能够代替厚重的金属板和容易氧化、脱落的金属涂层,充分发挥碳纤维高强、高效、轻质、耐高温、耐摩擦、抗疲劳、优异的电磁屏蔽性和纺织加工性,应用于需要对电磁波进行屏蔽、防护及信息保密的军工、政治、商业、民用等场合,在军事应用方面,也都采用了碳纤维屏蔽、吸波复合材料等。加强对碳纤维纸基复合屏蔽材料关键技术的研究及突破,努力把事关国家安全利益的核心技术真正掌握在自己手中,是实现兴国强军中国梦的必由之路。
二、接产条件
1. 面向企业:电磁屏蔽材料生产企业或特种纸厂家;
2. 主要设备:特种纸生产设备
三、经济效益
可以提升产品质量,经济效益明显。
四、市场前景
采用有效的电磁屏蔽材料减小甚至避免电磁辐射造成的各种干扰与危害是一个涉及到国防安全、国国民经济的可持续发展及人类的健康生活等各个方面的问题。尤其是在军事应用方面,世界上多个国家相继展开了对战机、巡航导弹、舰艇等军事用吸波屏蔽材料的研究,比如美国F-22军用飞机、F-117A战斗机、幻影III战斗机、B-2隐身轰炸机等也都采用了碳纤维屏蔽、吸波材料,包括瑞典“维斯比”级巡逻舰舰体用的均为全复合材料,因而拥有了高隐身、高机动、长寿命等先进作战性能,具有非常广阔的前景。
五、行业类别
轻工造纸行业
项目负责人:陕西科技大学——轻工科学与工程学院、陆赵情教授
通讯地址:西安市北郊未央大学园区 联系方式:86168132
邮 箱:luzhaoqing@sust.edu.cn 邮 编:710021
38、年产5000吨高清晰度耐磨纸项目
一、项目简介
目前,我国木地板原材料中最为珍贵的原木80%以上依靠从南美、俄罗斯、东南亚等地进口,但随着国际社会对保护森林资源的呼声日益高涨,自2006年以来,以巴西为代表的南美木材出口大国相继出台了限制木材出口的相关政策。
以人工种植的速生林为主要基材的强化复合木地板,原木消耗量少,且以耐磨、美观、环保、防潮、阻燃、防蛀、安装便捷、易清洁护理、经济实用等诸多优点更易获得消费者的青睐,更为重要的是,新科技和新技术的运用,使一些木地板厂商完全摆脱了对原生木材依赖,引领了新的绿色发展趋势。因此市场需求强烈,销量每年以30%以上速度急剧增长。据统计,强化木地板仅2006年国内销量就达1.
5
亿平方米
,2007年国内销量超过
2亿平方米
。中国林产工业协会秘书长张文玲介绍,2007年全国地板产量为3.
5
亿平方米
,到2011年产量达到了
5亿平方米
,中国境内生产的木地板总额的40%将出口到不同国家和地区。当前木地板行业发展环境良好,地面装饰材料在全世界范围内的市场容量为每年140亿平方米,其中木地板所占比例不到30%,而中国只占了不到总量的20%,所以木地板的增长空间还很大。中国开始进入新农村建设的大好时机,江浙沪等地在将在2008年起率先实行农村人口拆老房,集中建新房,质优价廉的强化复合木地板将是居民家装的首选。由此可见,除少量高端品牌强化木地板为进口外,2011年仅中国国内市场需求估计接近5万吨。
强化地板由浸胶加工后的耐磨纸、装饰纸、平衡纸及中高密度板热压复合而成。由此可见,市场对耐磨纸的需求数量与强化地板是一致的,存在巨大的潜在市场。目前耐磨纸已经国产化,国内产品质量已经能满足强化地板的质量要求,由于进口产品价格高、到货周期长、售后服务之后等问题,耐磨纸市场已打破了5年前基本由美国和德国产品垄断的局面。进口产品陆续退出国内市场,这也给国内耐磨纸提供了良好的发展空间。
二、接产条件
在一般的造纸生产企业或有兴趣从事耐磨纸生产的企业均可使用。
1、现有小型圆网纸机或斜网纸机,经过改造可生产,改造费用约400万元。
2、如新上生产线,以一条生产线5000吨/年为目标,总投资约为2000万元。
生产过程无污染,废水完全回收使用,属环保且清洁生产型的工艺。
三、经济效益
以一条生产线5000吨/年为目标,项目总投资2000万,产值为9000万元,项目年利税2926万元人民币。因此,具有良好的经济效益和社会效益。
四、市场前景
本项目产品市场前景好,属于国家提倡的环保行业的中间加工过程,能解决地方劳动力就业,企业效益和社会效益可观。若此项目实施,可填补地方行业上的空白,必将给地方增加税收和提高城市美誉度。
五、行业类别
造纸及高新材料行业。
项目负责人:陕西科技大学——轻工科学与工程学院、陆赵情教授
通讯地址:西安市北郊未央大学园区 联系方式:86168132
邮 箱:luzhaoqing@sust.edu.cn 邮 编:710021
39、大容量、快速吸收数字印刷纸张涂层材料的生产技术
一、项目简介
印刷流体能够在纸张涂层中正确且有效传输,从而形成理想的图文信息,很
大程度由涂层的渗吸性能所决定,其要求涂层材料对油墨等流体要有很好的控
制能力。尤其对于数字印刷的一些环保型水基油墨等流体,由于流体的流动性大
且粘度低,更要求涂层材料能够实现对流体的有效控制。本项目在孔结构参数的测量的情况下,通过自主研发的渗吸模型对材料的渗吸特性进行测量和评价,根据测量结果并结合大容量、快速吸收涂层材料的要求,给出涂层材料孔结构调整的配方。最终高效的生产出大容量、快速吸收涂层材料,经济效益良好,生产的涂层材料可能满足现代数字印刷的需要。
二、接产条件
1.常见的孔结构的测量设备,压汞仪、氮气吸附、粒度仪。
2. 恒温、恒湿实验室一间,用于材料基础渗吸数据测量。
3. 生产纸张涂层材料的基本生产设备。
三、经济效益
常规的大容量、快速吸收涂层材料的生产大约需要7000元/吨,本技术应用传统的纸张涂层材料,对产品的渗吸特性进行改进和涂层材料配方的优化,在满足大容量、快速吸收涂层材料要求的情况下,可以节约材料成本约4000元/吨。
四、市场前景
大容量、快速吸收涂层材料的生产,可以作为价钱昂贵的相纸涂层、数字/数码印刷纸的涂层材料的替代品,市场前景良好。
五、行业类别
造纸印刷行业
项目负责人:陕西科技大学—轻工科学与工程学院、刘国栋副教授
通讯地址:西安市北郊未央大学园区联系方式:86168235
邮箱:liuguodong@sust.edu.cn邮编:710021
40、麦草制浆生产无染色防近视纸技术
一、项目简介
本技术属于制浆造纸技术领域,具体涉及一种防近视纸的生产方法。随着造纸所依赖的植物纤维原料的缺乏,作为非木材的麦草原料,麦草这种可持续的农作物秸秆原料开始被国内外造纸行业所重视,目前制作的防近视纸张的方法为在漂白后的纸浆内加入染料或染色剂,之后再加工为成品,采用了化学染剂,给环境造成很大的污染。为了克服上述现有技术的不足,本技术的目的在于提供了一种防近视纸的生产方法,产出的纸张为自然黄色,具有较高的产出率和较好的机械强度的特点。
二、接产条件
该产品可根据最终用户的需要做成不同深度的黄色,需要制浆系统,洗浆系统和造纸系统及废水治理系统,老企业制浆改造后可以运行。
三、经济效益
目前我国麦草制浆均为化学漂白浆,且得率较低,一般为40%左右,本技术制浆得率为60%,可节约成本20%左右。且因为不漂白不染色所以污染很小,社会效益和经济效益都很好。
四、市场前景
用上述方法生产的纸张的颜色为天然淡黄色,并具有较高的产出率和较好的机械强度,产纸的收获率大于60%,纸张裂断长可达到
6.0km
以上,耐破指数大于4.2kPa.m2/g,撕裂指数大于3.20mN. m2/g,纸张的耐折度在100次以上。
采用本技术制造的麦草浆产出高,废水污染低,纤维强度高,生产的纸张为自然黄色,不需要用染色剂染色,所以没有染色剂带来的环境污染,用于印刷各种书刊读物时,对人的视觉物强光刺激,因此有预防近视的作用。
五、行业类别
制浆造纸行业
项目负责人:陕西科技大学造纸工程学院、吴养育高工
通讯地址:西安市北郊未央大学园区 联系方式:13992039855
邮 箱:wuyangyu@sust.edu.cn 邮 编:710021
41、实验室小型纸机模拟试验系统
一、 项目简介
陕西科技大学小型斜网纸机模拟试验系统是由打浆系统、流送系统、成形系统、双烘缸干燥系统、卷纸系统组成。抄纸最大宽度600mm,纸机运行车速5 m/min ~40m/min,抄纸定量15g/m2~100g/m2,可以抄造各种长短纤维,纸页成形匀度好,是解决纤维成形的理想小型试验设备。承接特种纸和工业用纸研发的前期科研验证,对确定和进一步大型中试生产提供必要的结果,也可以小批量生产某种特种产品。
二、接产条件
根据用户要求为对方提供试验条件,也可进行小批量生产,纸浆或纤维最少用量5kg绝干料,各种助剂及填料可现场配加,工艺条件可按用户要求进行,用户来人现场执行工艺配方,并对工艺保密。小型试验纸机有专人开机。
三、经济效益
主要解决研制方的工艺试验,与其进行大型中试相比,节水、节电、节省开支,速度快,结果可靠,是最理想的试验方案。节省成本至少50%以上。
四、市场前景
企业和高校试验用。
五、行业类别
造纸行业。
项目负责人:陕西科技大学—造纸工程学院,吴养育高工
通讯地址:西安市北郊未央大学园区 联系方式:13992039855
邮 箱:wuyangyu@sust.edu.cn 邮 编:710021
42、PBO超级纤维纸基蜂窝材料
一、项目简介
PBO(聚对苯撑苯并二噁唑)纤维是芳杂环聚合物家族中,一种具有比芳纶更高的力学性能、耐酸碱性能、耐热性能以及阻燃性和良好电性能的有机纤维,被视为航空航天、国防、星球探测等领域中先进结构复合材料的新一代超级纤维。由美国空军材料研究人员与斯坦福大学合作共同开发研制的,并于1998年由日本东洋纺织公司实现工业化生产,商品名为Zylon,被誉为“21世纪超级纤维”。由于具有良好的透电磁波性和高温稳定性,特别是其纤维的介电常数较低,介电损耗非常低且稳定,是制作雷达罩纸基蜂窝芯材的理想材料。
二、接产条件
1. 面向企业:蜂窝材料相关生产企业或其他特种纸厂家;
2. 主要设备:特种纸生产设备
三、经济效益
经济效益和社会效益良好。
四、市场前景
与芳纶蜂窝材料相比,PBO纸基蜂窝材料具有更优异的力学性能和耐高温性能,PBO纤维的分解温度高达650℃。PBO纸基蜂窝材料可作为结构减重材料应用于航空航天领域,包括飞机的受力部件如机翼、发动机罩、舱门、行李箱等,这种耐高温纸基蜂窝材料,具有优异的耐热性能、力学性能和耐环境性能,克服芳纶纸基复合材料的缺点,使其性能产生革命性的改进,实现飞机的高速轻质化、达到节能减排等目的,应用前景广阔。
五、行业类别
轻工造纸行业
项目负责人:陕西科技大学——轻工科学与工程学院、陆赵情教授
通讯地址:西安市北郊未央大学园区 联系方式:86168132
邮 箱:luzhaoqing@sust.edu.cn 邮 编:710021
其它成果
植物纤维/玻纤黑色吸音毡
一、项目简介
植物纤维/玻纤黑色吸音毡是一种兼具吸音和阻燃特性的新型复合材料,被用于多种建材领域。例如,同穿孔天花板配合使用应用于高铁站、飞机场、音乐厅等。该材料是用玻璃纤维与植物纤维利用造纸的方法混合成型,然后通过添加粘结剂、阻燃剂赋予其机械性能和阻燃性能,从而得到植物纤维/玻纤黑色吸音毡,同时也可以通过色浆进行材料染色,有一定的可装饰性,具有广阔的市场前景和经济价值。然而我国现有的产品综合性能与进口产品仍有一定差距,因此研究植物纤维/玻纤黑色吸音毡关键制备技术对提高国内产品性能及其市场竞争力具有重要意义。
二、接产条件
1.主要设备及其总投资
主要设备:纸浆流送装置、纸张成形装置、浸胶装置、干燥装置。
2.建厂面积及水、电、汽要求
建厂面积:
1000m
2
;要求自来水
3.一般年生产能力:根据市场而定。
三、经济效益
1.综合成本约:3元/m2
2.产品的预期售价:5元/m2
3.预期的经济效益:2元/m2
四、市场前景
该黑色吸音毡可以有效打破国外产品的垄断地位,提升我国植物纤维/玻纤黑色吸音毡的产品竞争力,既能消除人们生活环境中的部分噪音污染、消防隐患,又能满足行业的需求,具有广阔的市场前景。
五、行业类别
轻工造纸行业
项目负责人:陕西科技大学—轻工科学与工程学院、
徐永建
教授
通讯地址:西安市北郊未央大学园区 联系方式:86168183
邮 箱:其 邮 编:710021
抗菌绒毛浆
一、 项目简介
绒毛浆作为一种吸水材料,具有吸液速度快、吸液量多等优点,已广泛应用于婴儿纸尿裤、妇女卫生巾、成人失禁用品及一次性医疗卫生用品中。本技术提供一种抗菌性绒毛浆制备方法,通过化学还原法在绒毛浆纤维表面还原银离子得到载纳米银绒毛浆,从而制备出不仅安全而且具有优良抗菌性能的绒毛浆,使其满足人们与日俱增的卫生安全要求。因此,抗菌绒毛浆有望替代现有绒毛浆在医疗卫生用品中的应用,成为新一代的绿色抗菌产品。
二、接产条件
1. 主要设备及其总投资
主要设备:碎浆机、蒸煮设备、浆板机。
4. 建厂面积及水、电、汽要求
建厂面积:5000m2;要求自来水、汽。
5. 一般年生产能力:根据市场而定。
三、经济效益
1.综合成本约:7000元/吨
2.产品的预期售价:12000元/吨
3.预期的经济效益: 4000元/吨
四、市场前景
婴儿纸尿裤、成人失禁用品市场的快速发展为抗菌绒毛浆产品提供了有力的需求支撑,抗菌绒毛浆生产有望迎来产品量价齐升的良好机遇。
五、行业类别
轻工造纸行业
项目负责人:陕西科技大学—轻工科学与工程学院、徐永建教授
通讯地址:西安市北郊未央大学园区 联系方式:86168183
邮 箱:wangxc@sust.edu.cn 邮 编:710021
玻璃间隔纸制备技术
一、 项目简介
液晶玻璃间隔纸作为各类液晶屏之间的分割纸,在平板显示器运输过程中起着重要的保护和隔离作用,但其在生产及使用过程中会因为湿纸幅强度较低、环境湿度等因素发生粘网、粘缸、断头及霉变等现象。本技术通过配抄不同纤维原料、适当调节纤维打浆度及添加解键剂的方式提高液晶玻璃间隔纸的湿纸幅强度,并解决由浆料打浆度提高引起的紧度大,纸页透气度下降的问题,从而制备出具有较好透气度的液晶玻璃间隔纸,并为解决液晶玻璃间隔纸在生产过程中的粘网、粘缸、断头及使用过程中的发霉等问题提供技术支撑。因此,该技术有望替代现有液晶玻璃间隔纸的生产技术,为液晶玻璃间隔纸的应用迎来新的市场。
二、接产条件
1. 主要设备及其总投资
主要设备:碎浆机、蒸煮设备、浆板机。
6. 建厂面积及水、电、汽要求
建厂面积:
6000m
2
;要求自来水、汽。
7. 一般年生产能力:根据市场而定。
三、经济效益
1.综合成本约:5000元/吨
2.产品的预期售价:10000元/吨
3.预期的经济效益: 5000元/吨
四、市场前景
平板显示(各类液晶屏)制造及相关电器产品的快速发展为液晶玻璃间隔纸产品的生产提供了强有力的需求市场,该制备技术成本较低,市场前景良好。
五、行业类别
轻工造纸行业
项目负责人:陕西科技大学—轻工科学与工程学院、
徐永建
教授
通讯地址:西安市北郊未央大学园区 联系方式:86168183
邮 箱:wangxc@sust.edu.cn 邮 编:710021
漂白针叶木绒毛浆板制备技术
一、项目简介
绒毛浆是一种特殊的造纸用浆,使用时需将其分解成棉絮状填充到卫生用品芯层或者用作干法无纺布的原料,因此纤维间的强度要控制在一个较低的范围,同时保证其良好的吸水效果。近年来,一次性用品企业对绒毛浆的需求量正在逐年大幅增加。而目前绒毛浆的生产工艺一直为国外所垄断,我国90%以上依赖进口。国产绒毛浆主要用于中低档消费,主要原因是我国木材原料匮乏,国产绒毛浆干蓬松度、吸收性能差,粉尘差,垫层热稳定性差。鉴于此,我们采用马尾松硫酸盐浆研制出耐破强度低、吸水性能好的绒毛浆,完全满足一次性用品企业对绒毛浆的质量要求。该技术的推广将显著提升我国绒毛浆的质量,满足企业对绒毛浆日益增长的需要。
二、接产条件
主要设备: 反应釜、洗浆机、浆板机。
三、经济效益
进口绒毛浆价格:5900元/吨;国产绒毛浆价格:4850元/吨;针叶木浆4350元/吨;产品预期售价:5250元/吨;预期经济效益:毛利润: 900元/吨。
四、市场前景
本项目技术在国内处于领先水平,市场前景良好。
五、行业类别
制浆造纸行业。
项目负责人:陕西科技大学—轻工科学与工程学院、徐永建教授
通讯地址:西安市北郊未央大学园区 联系方式:029-86168183
邮箱:xuyongjian@sust.edu.cn 邮编:710021
废纸生产高强瓦楞原纸工程技术
一、 项目简介
废纸回收再利用在我国占造纸原料的比例已超过60%。在工程实践中,废旧包装纸箱再生产高强瓦楞原纸工程技术达到节能降耗,增加经济效益,需从以下几个主要关键点着手:
1、 由于国内废纸杂质较多,纤维强度较差,故在废纸碎解过程中使用转鼓式水力碎浆机比D型水力碎浆机更适合;
2、 采用纤维分级筛把浆料中的长短纤维分离,对短纤维进行较简单的净化和浓缩处理,把长纤维经过净化、筛选、浓缩和热分散处理得到较好的纤维,再与短纤维混合进行抄纸,可以节省约50%的动力;
3、 在抄纸过程中通过采用大辊径压榨和加大真空抽气量,尽量提高纸页进干燥系统的干度(45%~46%),可以减少蒸汽量的消耗,达到节能的目的;
4、 深度处理的造纸废水参与网部和压榨毛布的清洗、加大压榨毛布清洗水的压力(2.5Mpa)、部分废水替代真空系统工作液(清水),是减少用水量的有效途径。
二、 接产条件
该工程技术可以达到或优于国家制定的包装纸生产取水定额和国家要求的废水排放标准(GB3544-2008)。
三、 经济效益
年产10万吨以上生产规模经济效益明显。
四、 市场前景
生产工艺成熟,产品需求量大,竞争激烈,节能降耗是降低成本、产生效益的有效途径。
五、行业类别
轻工及包装行业。
项目负责人:陕西科技大学造纸工程学院 池东明
通讯地址:西安市北郊未央大学园区 传 真:029-86168230
联系电话:029-86168229 13891083508
邮 箱:chidongming@sust.edu.cn 邮 编:710021