第31卷第2期中國材料進(jìn)展Vol.31 No.22012年2月MATERIALS CHINAFeb. 2012特約專欄)聚烯烴材料的研究開發(fā)進(jìn)展喬金墚(中國石化北京化工研究院，北京100013)摘要:在塑料消費(fèi)中，聚烯烴占60%以上，是消費(fèi)量最大的塑料品種。聚烯烴技術(shù)的快速發(fā)展是其市場占有率不斷提高的關(guān)鍵，其科學(xué)技術(shù)的發(fā)展已引起學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的廣泛關(guān)注。我國已成為世界主要的塑料消費(fèi)國和生產(chǎn)國。介紹了聚烯烴材料的重要地位和發(fā)展趨勢，分別就聚烯烴中的高分子物理、聚合工藝、催化劑和助劑的研究進(jìn)展介紹了我國聚烯烴技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀。強(qiáng)調(diào)了聚烯烴技術(shù)對可持續(xù)發(fā)展和我國石油化工、煤化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展均十分重要,必將得到持續(xù)、穩(wěn)定的發(fā)展。關(guān)鍵詞:聚烯烴;技術(shù)進(jìn)展;石油化工;煤化工中圖分類號(hào): TQ325. 1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A文章編號(hào): 1674 - 3962 (2012)02 - 0033 -05Advances in Polyolefin MaterialsQIAO Jinliang( SINOPEC Bejjing Research Institute of Chemical Industry, Beiing 100013，China)Abstract: In plastic consumption, accounting for 60% of polyolefin，the largest plastic consumer species, and con-sumption in 2007 reached more than 110 million t. The rapid development of polyolefin technology is its key to increasingmarket share, the development of science and technology has caused widespread concern in academics and industry. China has become the world leading consumer and producer of plastic. The importance and developing trends of polyolefinmaterials are reviewed. The polyolefin development on polymer physics，polymerization process，catalyst and additives inChina are also reviewed. It is stressed that polyolefin technology is important not only for petrochemical industry, but alsofor coal-to-chemicals industry in China.Key words : polyolefin; technology development; petrochemical industry; coal-to-chemicals industry項(xiàng)目、“863”項(xiàng)目和多個(gè)攻關(guān)項(xiàng)目均立項(xiàng)支持過聚烯烴1前言方面的研究和技術(shù)開發(fā)。以楊玉良院士為首席科學(xué)家、高分子材料是最重要的材料之一，體積消費(fèi)量早已中國石化為依托單位的國家“973”聚烯烴項(xiàng)目，通過10超過鋼材。其中塑料是消費(fèi)量最大的高分子材料，2007年的“產(chǎn)、學(xué)、研”合作研究，取得了系統(tǒng)的理論成果和年全世界共消費(fèi)2.6億t塑料,約是鋼材體積消費(fèi)量的工業(yè)化成果，促進(jìn)了我國聚烯烴產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。1.5倍。在塑料消費(fèi)中，聚烯烴占60%以上，是消費(fèi)量聚烯烴包括低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、線形低最大的塑料品種，2007 年消費(fèi)量達(dá)到1.1億t以上。聚密度聚乙烯和聚丙烯等消費(fèi)量很大的所謂通用高分子材烯烴技術(shù)的快速發(fā)展是其市場占有率不斷提高的關(guān)鍵,料，也包括聚丁烯-1和聚烯烴彈性體等高附加值高分子其科學(xué)和技術(shù)的發(fā)展已引起學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的廣泛關(guān)材料，應(yīng)用十分廣泛，發(fā)展速度很快。注”-06。隨著我國國民經(jīng)濟(jì)30多年的持續(xù)高速發(fā)展，我除常用的聚乙烯和聚丙烯外，聚丁烯1也是一個(gè)重國已成為世界主要的塑料消費(fèi)國和生產(chǎn)國。我國也是聚要的聚烯烴材料。聚丁烯-1的抗蠕變性比聚乙烯和聚丙烯烴的消費(fèi)和生產(chǎn)大國，2009 年表觀消費(fèi)量達(dá)到2742萬烯都好。研究結(jié)果表明”，聚丁烯-1在150 kg/cm'的t，產(chǎn)量1595t。因此，我國政府、學(xué)術(shù)界和企業(yè)界對聚應(yīng)力作用下，它的起始延伸率為8%，隨時(shí)間的延長,烯烴材料科學(xué)和技術(shù)的發(fā)展一直非常重視，在各個(gè)層面延伸率線性增加，500 h后僅達(dá)到13%。而聚乙烯試樣均有較大投入，取得了許多重要的科技成果。早在20世進(jìn)行同樣試驗(yàn)中國煤化工h后增至50%，紀(jì)90年代，國家發(fā)改委(原國家計(jì)委)就在北京化工研究10 h后則超CN M H抗蠕變性能更院投資建立了聚烯烴國家工程研究中心，國家的“973”加突出，因TYH水管材等方面應(yīng)收稿日期: 2011-01-27用優(yōu)勢非常明顯。隨著我國石油化工發(fā)展，丁烯-1的生作者簡介:喬金櫟，男，1959年生，教授級高級工程師產(chǎn)能力不斷擴(kuò)大，供過于求，丁烯~_資源甚至被作為液中國材料進(jìn)展第31卷化氣燒掉，是一種資源的浪費(fèi)。開發(fā)聚丁烯-1樹脂生產(chǎn)引人。美國DOW化學(xué)公司開發(fā)的OBC,商品名為IN-技術(shù)對我國具有重要的意義。FUSE,是采用著名的穿梭聚合方法”生產(chǎn)的，其原理聚烯烴彈性體包括低模量多相聚丙烯、立構(gòu)嵌段聚如圖1所示。在柔性模塑制品、擠出型材、管材、彈性丙烯|4]和烯烴嵌段共聚物( 0BC)[5]等，其中，OBC最吸纖維、薄膜和發(fā)泡材料等方面有廣泛的應(yīng)用前景。Cat 1Cat 1 bearingpoor incorporator“HARD" polymer“SOFT".polymerChainChain suttigengrowthCSA bearingHARD/SOFTOlefin block copolymers▲Chain.Chain_▲!~=mChain shuttlinggrowth*Cat 2 bearinggood incorporator“SOFT" polymer"HARD" polymer圖1穿梭聚合方法原理Fig 1 Principles of the shuttle polymerization用塑料正在向“聚丙烯化”方向發(fā)展。另-方面，正是2聚 烯烴新材料的發(fā)展趨勢由于聚烯烴廣泛的應(yīng)用，也帶來了許多負(fù)面的影響,聚烯烴不僅性能/價(jià)格比優(yōu)異，而且在生產(chǎn)、加如其薄膜材料就被稱之為“白色污染”。所以聚烯烴新工、應(yīng)用和再生的整個(gè)生命周期中是非常環(huán)保的材料材料主要向2個(gè)方面發(fā)展，一是繼續(xù)提高材料性能以(如圖2所示)，因此在許多應(yīng)用中被認(rèn)為是最為理替代更多的其它材料，為人類的可持續(xù)發(fā)展不斷做出想的材料，被廣泛應(yīng)用于電子電器、包裝、農(nóng)業(yè)、汽新的貢獻(xiàn);二是對聚烯烴進(jìn)行改進(jìn)，使其對環(huán)境更加車、通訊和建筑等國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)方面。例如，汽車友好。公I(xiàn)dea●毋Idealmaterial'material乙PRODUCTION COMERSION IUSEDISPOSAL一IDEAL MATERIAL●POLYOLEFINSPAPER O GLASS◆ ALLUMINIUM圖2 聚烯烴在生產(chǎn)、成型、使用和遺棄等生命周期中在中國煤化工鉸Fig 2 Compared with other materials, the energy consumption and pllution:YHC N M H Guse, abandonmentand other life-cycle通過不斷努力，聚烯烴在科學(xué)和技術(shù)方面不斷取得新進(jìn)展， 新材料不斷涌現(xiàn)。例如，軟聚丙烯和聚烯烴彈第2期喬金櫟:聚烯烴材料的研究開發(fā)進(jìn)展3:性體正在不斷取代PVC等環(huán)境不太友好的高分子材料，脂的拉膜速度 僅稍高于200 m/min。通過進(jìn)行高分子物理反應(yīng)器直接生產(chǎn)的高性能聚烯烴材料正在大量替代共混，的基礎(chǔ)研究和技術(shù)攻關(guān)，我國BOPP樹脂的性能有了極改性材料，越來越多的聚烯烴管材正在替代金屬和無機(jī)大的進(jìn)步， 拉膜速度不斷提高，目前大多數(shù)樹脂生產(chǎn)都管材;可溶物少的透明聚丙烯、低氣味的抗沖聚丙烯、可達(dá)到400 m/min以上拉膜速度，并且開發(fā)了一些獨(dú)創(chuàng)PERT等不需要交聯(lián)的聚乙烯熱水管用材料和不含鄰苯二性新材料。例如，高速高挺度BOPP樹脂、高速BOPP均甲酸酯類物質(zhì)的聚丙烯正在取代傳統(tǒng)的聚烯烴材料，占聚樹脂等。 這些新產(chǎn)品均突破了BOPP傳統(tǒng)生產(chǎn)技術(shù)的領(lǐng)越來越大的聚烯烴市場。限制，實(shí)現(xiàn)了技術(shù)上的重大創(chuàng)新。例如，我們從國外引進(jìn)的BOPP樹脂生產(chǎn)技術(shù)，均要求等規(guī)度控制在96%以3我國聚烯烴新材料的發(fā)展概況下，因而材料的強(qiáng)度較低。而我國企業(yè)根據(jù)“973"的基在聚烯烴材料領(lǐng)域，市場競爭正在變得日趨激烈。礎(chǔ)理論研究結(jié)果開發(fā)的高速高挺度BOPP專利技術(shù)[8],一方面，我國近年來生產(chǎn)能力增加過快，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于消費(fèi)使產(chǎn)品的等規(guī)度達(dá)98%以上，材料強(qiáng)度大幅度提高;另需求的增加，對進(jìn)口產(chǎn)品的依賴度越來越小;另- -方面,外，傳統(tǒng)高速BOPP樹脂必須加入少量乙烯類共聚單體,我們的周邊國家，特別是中東國家，依仗其超低成本優(yōu)而我們在沒有乙烯資源的鎮(zhèn)海煉化和青島煉化生產(chǎn)的高勢，生產(chǎn)能力快速增加，他們試圖向我國出口越來越多速均聚BOPP樹脂性能十分優(yōu)異，在傳統(tǒng)生產(chǎn)技術(shù)的基的產(chǎn)品，我國聚烯烴樹脂出現(xiàn)供大于求的局面e勢不可礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了新的突破。擋。另外，煤化工制聚烯烴和生物基材料的發(fā)展也加劇實(shí)踐證明，從高分子物理入手開發(fā)新產(chǎn)品，使產(chǎn)品了我國聚烯烴“供大于求”的矛盾，使我國聚烯烴市場的升級換代相對容易，可以減少盲目性，提高開發(fā)速度;競爭越來越激烈。并且可以顛覆傳統(tǒng)觀念，實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破。國家“973”項(xiàng)為在競爭中贏得主動(dòng)，我國企業(yè)與學(xué)術(shù)界合作，在目的科學(xué)家們在聚乙烯管材專用樹脂和高抗沖聚丙烯專高分子物理研究、聚合工藝研究開發(fā)、高性能低成本催用樹脂開發(fā)等方面的基礎(chǔ)研究正在不斷證明這樣的事實(shí)?；瘎╅_發(fā)、高性能低成本助劑開發(fā)等方面，取得了許多3.2 聚合工藝研究開發(fā)方面的進(jìn)展創(chuàng)新性成果，開發(fā)了許多高性能、低成本聚烯烴新產(chǎn)品。高分子物理理論可以告訴我們什么結(jié)構(gòu)的材料性能3.1高分 子物理研究方面的進(jìn)展好，但是要使我們生產(chǎn)的合成樹脂具有所需要的微觀結(jié)圖3是高性能聚烯烴產(chǎn)品開發(fā)的流程圖。從圖中可構(gòu)，必須對聚合工藝進(jìn)行深人研究，使我們能隨心所欲以看出，高分子物理和微觀結(jié)構(gòu)表征在高性能聚烯烴新地制備出具有特殊微觀結(jié)構(gòu)的合成樹脂。中國石化對傳產(chǎn)品開發(fā)中十分重要，功能相當(dāng)于我們?nèi)梭w的大腦和眼統(tǒng)雙環(huán)管聚丙烯聚合工藝的改進(jìn)就是--個(gè)很好的實(shí)例。睛。開發(fā)高性能、低成本產(chǎn)品的難度比單純開發(fā)高性能新的專利聚合工藝技術(shù)[9]可以使傳統(tǒng)雙環(huán)管聚丙烯聚合產(chǎn)品要大得多,需要對高分子物理具有更深人的理解和工藝實(shí)現(xiàn)非對稱加外給電子體，并且以此為基礎(chǔ)，開發(fā)了多種高性能、低成本聚丙烯新產(chǎn)品。目前，采用非對進(jìn)行更深人的研究。稱加外給電子體工藝技術(shù)已使鎮(zhèn)海煉化和青島煉化等聚development、丙烯企業(yè)生產(chǎn)出了高性能均聚BOPP樹脂產(chǎn)品，提高了IndustrialPolymer產(chǎn)品的市場競爭力。高熔體強(qiáng)度聚丙烯、高性能聚丙scale testphysics烯涂覆樹脂、高性能聚丙烯管材用樹脂材料、低氣味Characterization↓高抗沖聚丙烯材料等高性能、低成本新產(chǎn)品也已開發(fā)Small-scale成功。用該新技術(shù)生產(chǎn)的許多聚丙烯新產(chǎn)品是其它聚PTC9st合工藝所無法生產(chǎn)的。預(yù)計(jì)通過該技術(shù)的不斷開發(fā)和Pilot scale完善，更多的高性能、低成本新產(chǎn)品會(huì)不斷被推向市test場，中國聚丙烯行業(yè)的競爭力會(huì)因此項(xiàng)技術(shù)而得到- -定圖3高性能聚烯烴產(chǎn) 品開發(fā)的流程圖的提高。Fig3 The flow chart of developing high-performance3.3 高性能低成本催化劑開發(fā)polyolefin product催化劑中國煤化工唏烴工業(yè)更是如高性能BOPP( Biaxially Oriented Polypropylene )樹脂的此。聚烯烴:MHCNMH G發(fā)展起來的。催開發(fā)已充分向我們展示了高分子物理在高性能低成本聚化劑的更新L業(yè)的革命。烯烴樹脂開發(fā)中的重要作用。國家“973" 項(xiàng)目的科學(xué)家在聚烯烴各單項(xiàng)技術(shù)中，我國的催化劑技術(shù)與國際們剛剛開始進(jìn)行高分子物理基礎(chǔ)研究時(shí)，我國BOPP樹水平最為接近。我們不但擁有享譽(yù)海內(nèi)外的聚丙烯N型36中國材料進(jìn)展第31卷催化劑專利技術(shù)，還有聚丙烯球型催化劑和聚乙烯BCE烯復(fù)合成核劑為VP-101B( a-成核劑)和VP-101T(B-成核催化劑等擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的催化劑技術(shù)，不僅在國內(nèi)劑)，已在茂名石化和揚(yáng)子石化生產(chǎn)的高結(jié)晶聚丙烯、實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，基本替代了各類進(jìn)口催化劑，還實(shí)現(xiàn)了高抗沖聚丙烯和可直接生產(chǎn)汽車保險(xiǎn)杠的專用聚丙烯樹技術(shù)和產(chǎn)品的出口。近年來我們又開發(fā)了擁有自主知識(shí)脂中得到應(yīng)用。正在開發(fā)的高效復(fù)合LLDPE成核劑可產(chǎn)權(quán)的聚丙烯ND催化劑和NDQ催化劑等不含鄰苯二在抗穿刺、 高透明LLDPE產(chǎn)品開發(fā)方面有所作為。利甲酸酯類有害物質(zhì)的高性能聚丙烯催化劑技術(shù)。含鄰苯用同樣原理，高效聚丙烯透明成核劑、低成本塑料抗菌二甲酸酯的聚丙烯材料將于2015年首先在歐盟被禁用，劑也會(huì)在不久的將來實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，使我國在開發(fā)生因此，不含鄰苯二甲酸酯類有害物質(zhì)的聚丙烯催化劑是產(chǎn)高性能樹脂中占據(jù)低成本的先機(jī)。當(dāng)前國際聚烯烴催化劑研究開發(fā)的熱點(diǎn)，中國石化是世4.結(jié)語界上極少數(shù)擁有相關(guān)專利技術(shù)的公司之一。這些高水平的新型催化劑與我們已經(jīng)工業(yè)化的其它催化劑-起可以展望未來，無論是高油價(jià)時(shí)代還是低油價(jià)時(shí)代，競滿足我國聚烯烴行業(yè)的需求，可大幅度降低生產(chǎn)成本。爭激烈的聚烯烴時(shí)代已經(jīng)開始。我國聚烯烴材料技術(shù)的為滿足聚烯烴行業(yè)不斷發(fā)展的需求，我國相關(guān)企業(yè)和科發(fā)展不僅對我國石油化工的發(fā)展非常重要，而且對我國研機(jī)構(gòu)還在開發(fā)新一代聚烯烴催化劑。例如，細(xì)粉含量煤化工的未來更是有著巨大的影響。如果聚烯烴技術(shù)失大幅度降低的聚丙烯球形DQC催化劑、高活性低灰份去競爭力，開工率的大幅度降低將使我國石油化工裝置聚丙烯球形催化劑、長壽命和高溫聚合用聚丙烯催化無法正常運(yùn)行，煤化工行業(yè)更將失去發(fā)展的基礎(chǔ)。因?yàn)閯?、球形聚乙烯催化劑和各類單活性中心聚烯烴催化劑煤化工的主要產(chǎn)品是通過MTO(甲醇制烯烴)和MTP(甲等。相信更多高性能、低成本的聚烯烴催化劑會(huì)不斷被醇制丙烯)生產(chǎn)聚烯烴材料。推向市場，我國聚烯烴行業(yè)的競爭實(shí)力會(huì)不斷得到近年來我國石油化工和煤化工均得到了快速發(fā)展，提高。而乙烯裂解和煤化工的最終產(chǎn)品多數(shù)是聚烯烴材料。特3.4高性能低成本助劑開發(fā)隨著我國聚烯烴催化劑的全面國產(chǎn)化，助劑在聚烯別是煤化工，其主要產(chǎn)品是通過MTO和MTP生產(chǎn)聚烯烴中的平均成本已超過催化劑，開發(fā)低成本高性能聚烯烴材料。目前，我國已建成的通過MTO和MTP生產(chǎn)聚烴助劑以進(jìn)-步降低高性能聚烯烴產(chǎn)品的成本顯得越來烯烴材料裝置的年生產(chǎn)能力已達(dá)到150多萬t,在建的越重要。中國石化北京化工研究院最近開發(fā)的高性能低達(dá)到500 ~600萬Va,計(jì)劃中的能力更多。聚烯烴產(chǎn)品競爭力的高低是這些行業(yè)發(fā)展的重要影響因素。成本聚丙烯結(jié)晶成核劑就是一個(gè)很好的例子 。多數(shù)聚丙烯產(chǎn)品中加入成核劑后性能均會(huì)得到改參考文獻(xiàn)References善，但成本也會(huì)有較大提高。如果成核劑的制造成本能夠降低，我們生產(chǎn)的高性能產(chǎn)品的競爭力會(huì)得到明顯的[1] Galli P, Velio G. Technology: Driving Force Behind Innovationand Growth of Polyolefins[J]. Progress in Polymer Science, 2001提高。高性能低成本聚丙烯復(fù)合成核劑極大地提高了成26(8): 1287-1 336.核效率，使高性能聚丙烯樹脂產(chǎn)品的成本明顯降低，其[2] Calli P, Vecellio C. Polyolefins: The Most Promising Large-Vol-基本結(jié)構(gòu)如圖4所示[10]。目前已經(jīng)商業(yè)化的2種聚丙ume Materials for the 21 st Century[ J]. Journal of Polymer SciencePart A: Polymer Chemistr, 2004, 42(3): 396 -415.3] Steve Chum P, Swogger Kurt W. Olefin Polymer Technologies-8A2 gPmHistory and Recent Progress at The Dow Chemical Company[J].入7.89 mProgress in Polymer Science, 2008, 33(8): 797 -819.[4] Arriola DJ, Camahan E M, Hustad P D, et al. Catalytic Produc-tion of Olefn Block Copolymers via Chain Shuttling Polymerization[J]. Science, 2006, 312, 714-719.5] Groppo E, Lamberti C, BordigaS, et al. 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A Process for- 992.勢路路路+路路路路勢路一路-路替一路一號(hào)-替一路一路一替語一路一路-弄-路路語語一語一語器計(jì)語器部語路路語替一-語督請美借助形狀記憶合金開發(fā)抗地震材料近年，地震所造成的破壞暴露了現(xiàn)有建筑結(jié)構(gòu)面對強(qiáng)烈的地面移動(dòng)時(shí)存在的脆弱性。針對這種狀況，美國喬治亞理工學(xué)院的研究人員正在對形狀記憶合金材料進(jìn)行分析，了解它們用于抗地震結(jié)構(gòu)材料的潛力。為分析形狀記憶合金，研究人員開發(fā)出將熱力學(xué)和力學(xué)方程相結(jié)合的模型，以了解形狀記憶合金在強(qiáng)烈運(yùn)動(dòng)條件下會(huì)有何變化。利用模型，他們分析了形狀記憶合金在不同建筑組件(電纜、鋼筋、板材和螺旋彈簧)中對不同外界條件的反應(yīng)。研究人員表示，基于這些信息，能決定材料的最佳抗震特性。這個(gè)分析模型的開發(fā)者包括喬治亞理工學(xué)院土木和環(huán)境工程學(xué)院教授雷金納德.德斯洛奇斯、力學(xué)工程學(xué)院研究生雷扎.米爾扎艾法、土木和環(huán)境工程學(xué)院副教授阿拉希.亞瓦里以及材料科學(xué)工程學(xué)院教授肯.噶爾。有關(guān)分析模型的文章不久前發(fā)表在《國際非線性力學(xué)雜志》網(wǎng)絡(luò)版上。為改善材料在地震中的結(jié)構(gòu)性能，全球各地的研究人員對多種“智能”材料的使用進(jìn)行了研究，其中包括形狀記憶合金。最常見的形狀記憶合金由含有銅-鋅一鋁-鎳、銅-鋁-鎳或鎳-鈦的金屬化合物構(gòu)成。形狀記憶合金在橋梁和建筑結(jié)構(gòu)中的潛在應(yīng)用包括結(jié)構(gòu)支承、支柱和橫梁，或梁和柱間的連接部件。亞瓦里解釋道，對于標(biāo)準(zhǔn)的土木工程材料，人們借助力學(xué)通過力和位移便可測量出材料的應(yīng)力和形變。但是，對于特性隨著負(fù)荷的存在和消失而變化的形狀記憶合金這類材料，人們卻必須從熱力學(xué)和力學(xué)兩方面來考慮。研究小組發(fā)現(xiàn)，在從有負(fù)荷到無負(fù)荷的過程中，熱量的產(chǎn)生和吸收在形狀記憶合金中形成了一個(gè)溫度梯度，這導(dǎo)致材料中出現(xiàn)非均勻的應(yīng)力分布，即使是形狀記憶合金出現(xiàn)均勻形變時(shí)也是如此。米爾扎艾法認(rèn)為，過去人們深人研究的是細(xì)絲狀的形狀記憶合金，其能夠與周圍環(huán)境迅速交換熱量，讓人們察覺不到溫度的變化。但當(dāng)人們開始研究尺寸達(dá)到可以成為土木工程部件的形狀記憶合金時(shí)，其內(nèi)部溫度不再均勻,必須將這種不均勻考慮到研究的范圍內(nèi)。為預(yù)知形狀記憶合金在有/無負(fù)荷交替循環(huán)中內(nèi)部溫度分布(其可幫助了解應(yīng)力分布)情況，研究人員開發(fā)的研究模型能夠?qū)⒉牧系谋砻鏌嵯迼l件、直徑和形狀記憶合金負(fù)荷率作為輸人參數(shù)。研究小組將周圍條件納人研究模型的原因是形狀記憶合金在用于抗震結(jié)構(gòu)時(shí)將面臨各種各樣的環(huán)境，例如用于橋梁結(jié)構(gòu)會(huì)接觸到水及用于建筑結(jié)構(gòu)會(huì)遇到空氣，這些都會(huì)讓形狀記憶合金出現(xiàn)不同的熱傳導(dǎo)率。在研究中,研究人員利用熱成像儀記錄下了形狀記憶合金在負(fù)荷有/無交替時(shí)表面溫度的變化情況。利用開發(fā)的模型，研究人員能夠準(zhǔn)確地預(yù)知形狀記憶合金內(nèi)部溫度和應(yīng)力的分布。模型分析所獲得的結(jié)果得到了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的確認(rèn)。在一項(xiàng)測試中，他們發(fā)現(xiàn)給形狀記憶合金慢慢施加負(fù)荷時(shí)，合金有時(shí)間將產(chǎn)生的熱量同周圍的環(huán)境進(jìn)行交換，其內(nèi)部產(chǎn)生了均勻的應(yīng)力分布;然而，向合金快速施加負(fù)荷，熱量無法在短時(shí)間內(nèi)與周圍環(huán)境交換，從而合金內(nèi)部出現(xiàn)非均勻應(yīng)力分布。米爾扎艾法表示，他們開發(fā)的模型分析方法能夠準(zhǔn)確和快速地模擬形狀記憶合金在考慮溫度變化和負(fù)荷率相關(guān)性時(shí)所出現(xiàn)的復(fù)雜熱/力耦合反應(yīng)。德斯洛奇斯教授表示，形狀記憶合金向人們展示了抗震建筑和橋梁i中國煤化工特性質(zhì):它們具有巨大耗散能量的能力，同時(shí)還會(huì)發(fā)生永久變形或嚴(yán)重退化。展望未來TCHCN M H更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)材料，以及多負(fù)荷(包括拉力、彎曲和扭力)的影響，以優(yōu)化形狀記憶合金在:兒展地心的應(yīng)m。(來源:科技網(wǎng))