变性淀粉辅助成膜综述

变性淀粉辅助成膜综述

谢丽燕2012/1/3

摘要：淀粉由于其可再生性等受到了广泛的关注，但是天然淀粉存在一些缺陷，

如易老化、强亲水性等，限制了其应用范围，因此变性淀粉应运而生。本文主要

介绍变性淀粉的成膜情况及其在可降解材料和可食性膜方面的应用。

关键字：淀粉变性淀粉膜可降解行可食性

Abstract：People have pay wide attention on starch because of its reproducibility, but natural starch has some defects, Such as easy preburning, strong hydrophilic, etc, that limits its application scope, therefore modified starch arises at the historic moment.

This paper mainly introduces the modified starch film and its application in

degradable materials and edible film.

.

Key words: starch modified starch film degradable materials edible film

前言

在世界环境污染日益严重，资源日益匮乏的今天，发展“绿色”、可再生的资源产物，已成为了时代发展的需要。对可再生资源的研究和开发也日益成为人们研究的热点。淀粉是一种绿色植物光合作用的产物，是一种可再生的天然高分子碳水化合物。在科学研究和实际生产中，充分发挥其自身优势，并配合一定的改性手段，扩大淀粉基产品的应用范围，对促进经济发展和资源合理利用有着重要意义。目前，世界淀粉产量约4600万吨，其中90％是玉米淀粉，其余为木薯、小麦、马铃薯淀粉[1]。淀粉广泛存在于植物的块根和块茎等组织中，本身价格低廉，易生物降解，产品本身及降解产物均对环境无害，在自然界中可形成良性循环，符合绿色化学的要求，是一种理想的绿色化工材料。在自然界中，淀粉都是由D-葡萄糖单体组成的同聚物，性质基本相似，但由于不同种类淀粉其颗粒大小、形态和组成上的差异，造成淀粉的性质并不完全相同，其可利用性也不相同。具体情况如下[2]：

淀粉糊的主要性质

性质玉米淀粉马铃薯淀粉木薯淀粉小麦淀粉蜡质玉米淀粉老化性能很高低低高很短冷糊稠度短，不凝固长，成丝长，易凝固短长，不凝固凝胶强度强很弱很弱强不凝结冷冻稳定性差好稍差差好

透明度差好稍差模糊不透明透明

淀粉膜的性质

性质玉米淀粉马铃薯淀粉木薯淀粉小麦淀粉蜡质玉米淀粉透明度低高高低高

膜强度低高高低高

柔韧性低高高低高

膜溶解度低高高低高

由上述分析可知，马铃薯淀粉的成膜性能是最好的，木薯淀粉次之，玉米淀粉和

小麦淀粉都比较差。这些主要是因为天然淀粉的可利用性取决于淀粉颗粒的结构

和淀粉分子中直链淀粉和支链淀粉的含量[3]。各种淀粉的成膜性能目前被广泛地

应用到了淀粉基可生物降解和淀粉基可食性膜方面。

1、淀粉基合成可生物降解材料

1.1 可生物降解材料的定义

依据美国材料测试学会(ASTM)的技术标准，降解塑料是指在特定的环境中

化学结构发生重大改变并导致在确定时间内出现特定性能损失的塑料[4]。

1.2 可生物降解材料的分类

可生物降解材料主要有光降解塑料、生物降解塑料、光／生物双降解塑料、

化学降解塑料(氧化降解和水降解)或由这4种组合而成的环境降解塑料[5]。而对于

淀粉基生物降解材料主要有三类[3][6]

淀粉填充塑料：将淀粉填充通用塑料，只能实现一定程度的生物崩解。1973 年, GRIFFIN 首次获得淀粉表面改性填充塑料的专利[7]。

淀粉共混塑料：是将淀粉与合成树脂或其它天然高分子共混而成，其特点是淀粉

含量高，降解率较高。

全淀粉塑料：将淀粉分子变构而无序化，形成具有热塑性的淀粉树脂，再加入极

少量是增塑剂等助剂而得。

1.3 淀粉基可降解性膜材料的研究进展以及存在的问题

长期以来，化学化工制品给人们的生活带来了便利，比如聚氯乙烯薄膜，聚乙烯薄膜等早在20世纪40年代已进入工业化生产，产品以其质轻、耐用的特点，广泛影响着人们的生活。有关数据显示，2003年世界塑料产量已大于2亿吨。其中，35％

用于包装产业；塑料薄膜产量约占20％[8]。到2010年，世界塑料消耗量估计为3．28亿吨，中国塑料消费量估计也将超过5 600万吨[9]。国外可降解塑料的研究始于20世纪70年代[1]，主要的国家有美国、日本、英国、德国、加拿大、意大利、以色列等，生产的成品中以光降解技术较为成熟。美国曾申请生产直链淀粉薄膜的专利[10]，报道这种膜具有极好的透明度、柔韧性、抗张强度和水不溶性，既可包装粉状产品，又可包装速冻食品。我国的光降解材料于20世纪90年代后期兴起，经过20年的发展，目前就总体水平而言，除合成型光降解、完全生物降解塑料外，我国降解塑料的研究开发程度与世界先进水平相近或相当[11]。且在淀粉细化、疏水改性技术以及淀粉高填充技术等方面已拥有我国自主的知识产权[10]。目前国外对全生物降解塑料在技术研发和生产上著名的机构主要有：意大利Novamont公司、美国Cargill Dow公司，美国Environmental Products公司等，国内的主要是长春应用化学研究所、清华大学、华南理工大学、四川大学等机构[12]。近年来，我国学者在可降解塑料合成和性能强化以及进一步提高可降解塑料在自然环境中的降解率方面都取得了喜人的成果。杨美娟[13]将聚乳酸和热塑性淀粉在聚乙二醇400的作用下合成生物降解材料，结果表明聚乙二醇400能提高聚乳酸／热塑性淀粉复合材料的可塑性和易加工性。所制得共混膜5个月土埋降解后，失重率最高为18.29%。周飞贤[5]利用干法熔融吹膜工艺将淀粉和聚乙烯醇在塑化剂酰胺等的作用下合成了可降解农膜，得出淀粉用量越高，农膜的降解率越快。樊燕鸽[8]将淀粉与PV A反应合成可生物降解薄膜，得出各种加工助剂如水、甘油、聚乙二醇、单硬脂酸甘油酯等有助于提高膜的性能，合成膜土埋150天失重率为60%。Baljit Singh[14]用聚苯乙烯接枝淀粉，160天的土埋处理后该材料得到37％的降解率。周炳炎[15]等通过对我国降解塑料薄膜近百个样品的实验分析，表明降解塑料膜总体降解率水平在16％左右，样品添加改性淀粉的总体水平大约为30％。江晓栩[16]以甲酞胺为增塑剂开发热塑性淀粉共混改性聚丁二酸丁二醇酯高分子可降解的材料，最终改善了热塑性淀粉能与PBS的相容性，得到从颜色外观到各种相关的力学性能都达到了应用的需求的产品，且土埋90多天以后，共混改性材料基本上可以完全降解。

但是长期以来化学包装材料（如聚氯乙烯、玻璃纸和人造纤维等）由于其难降解

性造成了严重的环境污染问题，形成了令全世界恐慌的“白色污染”，据报道[17]，

一次性塑料制品废弃后在自然环境中大约需要200年至100万年才能被完全降解。

随着科学技术的发展和人们环保意识的增强，不可降解的塑料薄膜，越来越不为群众所接受。不可降解化学包装材料的污染问题也受到了国际上的重视。因而，可生物降解塑料成为了近年的研究热点。由以上分析可知通过各种途径合成的可降解薄膜，虽然有很多学者进行了比较全面的研究，但是合成的膜与现行塑料相比，强度和防水性能尚有一定的差距，而且不能实现完全生物降解和可控降解。因此，在自然界中通过土埋或堆肥的方法处理的完全意义上的可生物降解材料是很少甚至没有的，复合材料多为被微生物崩解成小的碎片。而且复合而成的可降解材料多使用可生物降解的脂肪族聚合物如[12][18] PLA,PHA等聚合得，与原塑料制品相比，成本明显增高，据报道[6]降解塑料比普通塑料产品的价格高15%以上,而其中能完全降解的塑料价格要高出同类塑料制品价格的4~10 倍，推广使用难度较大。尚不能完全解决“白色污染”问题。

2、淀粉基合成可食性膜

2.1 可食性膜的定义

可食性包装膜（Edible Packing Films,简称EPF）是以天然可食性物质（如多糖、蛋白质、纤维素及衍生物等）为原料，通过不同分子间相互作用而形成的具有多孔网络结构的薄膜。它在使用时可达到阻止（减少）水分、气体（O2,CO2）或溶质迁移，对食品起到机械保护的目的，且使用后具有可食性，与食物一起食用，或作为一些动物饲料。可食性膜的优点可概括为：安全性、可食性、可生物降解性[19][20]。

2.2 可食性膜的分类

可食性包装膜根据主要原料的不同，可分为5大类[1][2]：

淀粉类：可食性包装材料以淀粉为主要原料。将淀粉成型剂与胶黏剂按一定比例配制，充分搅拌后制膜成型。该膜的性能主要与淀粉本身直链和支链淀粉含量有关，直链淀粉成膜性好，而支链淀粉的成膜性较差。

蛋白质类：可食性包装材料以蛋白质为主要原料。利用蛋白质的胶体性质，加入其他添加剂改变胶体的亲水性而制得的包装材料。

多糖类：可食性包装材料以多糖为主要原料。主要利用多糖食物的凝胶作用成膜。脂肪类：利用食物中脂肪组织纤维的致密性制得的包装材料。有植物油型薄膜、动物脂型薄膜和蜡质型薄膜3种类型。

复合类：利用上述多种基材组合复合而成。

2.3 淀粉基可食性膜的研究进展以及存在的问题

可食性包装膜在食品包装中有着悠久的历史。我国早于12至13世纪就已用蜡来涂覆桔子、柠檬，以延缓它们的脱水失重，延长果蔬货架寿命；英国人16世纪已使用涂油法来减缓食品的失水；50年代后期，可食性膜应用于肉制品的研究开始不断展开，利用动物的小肠制成肠衣，加工出灌肠食品是可食性膜技术应用最广泛、最成功的范例之一[2]。可食性包装以其可完全降解性，成为了国内外研究中的重点内容。据报道[22][23][24]美国至少有8所大学，如明尼苏达大学、威斯康星大学等，利用多糖、蛋白质、淀粉等为材料，研制出可食性膜和可降解食品袋；日本酒井理论研究所以豆渣为原料制成可食性纸；澳大利亚昆士兰土豆容器公司推出可食性土豆容器，且该土豆容器已经在市场上大量销售，受到了人们的青睐。法国和前苏联等国家在可食性膜的研究上也取得了一定进展。而在1991年世界食品出口大国意大利明确宣布禁止使用塑料食品包装袋包装食品。英国从1991年开始使用一种可食用、薄而透明的薄膜保鲜果蔬。德国、瑞士、澳大利亚等国也正逐渐淘汰塑料食品包装袋。我国也在“九五”期间实施了“绿色包装”工程，通过控制包装行业的投资方向, 逐步发展易挥发、可降解或再利用的包装材料[25]。在国家发改委举办生物能源与生物化工产品科技与产业发展战略研讨会上，发改委负责人表示“我国发展生物能源和生物化工产品有巨大的潜力和战略机遇，必需尽快建立完善一系列符合国情的政策支持和技术标准，官、产、学、研集中力量瞄准最紧迫的领域尽快实现工业化”。国家863计划生物和现代农业技术领域决定启动“生物能源技术开与产业化”项目[26]，国家在2008年6月1日起实施“限塑令” ，诸多因素的影响使得可食性包装膜的研究方兴未艾。

在所有的可食性包装膜材料中，淀粉基可食性膜是研究开发最早的类型。其中多以直链淀粉为基质，多元醇为增塑剂，添加少量动植物胶为增强剂制得。纯净的淀粉是由D一吡喃葡萄糖单元组成的多糖，由支链淀粉和直链淀粉组成。天然淀粉的可利用性取决于淀粉颗粒的结构和淀粉分子中直链淀粉和支链淀粉的含量。如直链淀粉具有优良的成膜性和膜强度，而支链淀粉则富有粘结性。从分子结构上来说原淀粉分子有大量的羟基，易形成分子内和分子链间氢键，使淀粉分子链具有了刚性，且当氢键易于发生在淀粉分子链之间时，会使分子链柔性差；

使淀粉在成膜后产生过高的结晶度，所成淀粉膜的韧性和抗挠折性能不够理想，故原淀粉合成的膜具有脆性，柔韧性差，抗水稳定性差。郭文川等[27]将小麦面粉制成碗坯，所得碗坯耐水性较差，只能用来盛放汤汁较少的食物。原淀粉的这些性质限制了它的使用范围。Asa Rindlav-Westling and Paul Gatenholm[28]的研究也表明了原淀粉、直链淀粉和支链淀粉不仅成膜性有区别，所成的膜表面粗糙度也有明显的区别，原淀粉和直链淀粉所成的膜是粗糙的，而支链淀粉膜是光滑的。变性淀粉是采用物理、化学或酶的方法处理原淀粉，从而改变淀粉的结构和理化性质，使其具有适合某种特殊用途的性质的淀粉。通过不同的变性处理，使其各方面的性能均有了一定程度的提高。张燕萍[29]指出与原淀粉相比，氧化淀粉糊化温度更低，渗透性和成膜性提高等，酸变性淀粉粘合快、粘合力更强，交联淀粉通过交联作用减少淀粉分子在沸水中的溶解性，保持膜强度不变等。李丽娜[30]以自制的氧化淀粉为基材，甘油为增塑剂，海藻酸钠为增强剂，制备氧化淀粉基可食性膜。结果表明自制氧化淀粉基可食性膜的水溶性、抗拉强度、水蒸气透过率等均优于原淀粉基可食性膜。唐汝培等[31]用溶液共混法成功地制备出魔芋葡甘聚糖/羧甲基淀粉共混膜，结果表明共混膜的拉伸强度及阻水性能随羧甲基淀粉的加入而显著提高。童群义等[32]分别以马铃薯淀粉、玉米淀粉、木薯淀粉为主料合成可食性淀粉膜，并考察了马铃薯淀粉醋酸酯成膜性情况，结果表明马铃薯淀粉成膜性最好，木薯淀粉次之，而玉米淀粉最差。且与原马铃薯淀粉膜相比，随着马铃薯淀粉醋酸酯的添加膜抗拉强度、抗压强度和膜的透明度均增加。李娟[33]将未经糊化淀粉与乙烯基混合单体进行接枝共聚反应，得到淀粉接枝共聚物应用于木材胶薪剂及内墙涂料，结果表明其在涂膜外观、耐水性、稳定性和施工性等方面均能应用于这两个方面。魏彦杰[34]使用自制的取代度0.25的马铃薯醋酸酯淀粉和玉米醋酸酯淀粉在增塑剂甘油的作用下流延成膜，结果表明马铃薯醋酸酯淀粉和玉米醋酸酯淀粉膜改善了原淀粉膜的性能。吕春林等[35]通过研究表明马铃薯交联淀粉可食膜性能在各方面优于马铃薯原淀粉可食膜。Sangeeta Garg 等[36]研究了不同取代度的羟丙基淀粉对变性淀粉-低密度聚乙烯共混薄膜性能的影响，结果表明羟丙基淀粉在热性能、吸水性和生物降解性等方面均优于原淀粉，且性能的改善随着取代度的增加而增加。

此外由于经济全球化作用下人们的生活节奏显著加快，促进了快餐业的迅

猛发展，据资料显示[37]，目前我国每年仅餐盒的使用就超过120亿，食品包装材料的有害性和污染环境成了食品包装中的一大顽疾，郭文川等[27]将小麦面粉和水配成一定的含水率的糊状物，液压成型装置，制成碗坯。经测定碗坯耐水、耐油和负重性能较好。但是碗坯耐水性较差，只能用来盛放汤汁较少的食物，使用上有一定的局限性。而且加工时间较长，实现工业化有一定的难度。淀粉可食性餐具的生产工艺为[38]：原料清理一仓储一粉碎一筛分一配科一搅拌--热压成型一干燥--质检一涂膜一干燥一质检一消毒处理一包装一入库。

天然淀粉完全不溶于冷水,但于适当温度下(随淀粉的来源而变)，一般为60~80℃，在水中会发生溶胀，分裂，形成均匀的糊状溶液，即糊化作用。淀粉膜的强度和刚性较高，且天然淀粉中含有多个羟基，具有较强亲水性，用淀粉做成的可食性餐具在接触特别是盛放高温食物时，原淀粉膜中直链淀粉和支链淀粉会不断溶出，产品变软，膜的强度变差，故生产中需要在制品内表面涂防水剂或者添加疏水剂。传统的防水剂主要有石蜡、松香胶、硬脂酸、有机硅和壳聚糖等[39][40]，但是这些防水剂本身会有一些不足，如石蜡是一种是由化工产品，受热时熔化，且不可再生。有机硅产品的主链为－Si－O－，无双键存在，因此不易被紫外光和臭氧所分解，具有比其他高分子材料更好的热稳定性以及耐辐照和耐候能力，在自然环境下的使用寿命可达几十年，很难被降解。关于添加疏水剂的方法，工艺上会增加难度，且大多数疏水剂不能应用在食品包装上，因此防水剂或疏水剂的添加不仅给环境造成了压力，也延长了工艺过程，增加了生产成本，使淀粉基可食性餐具的推广受到了限制。

索膜结构组成、特点

大家听说过索膜结构吗？其实从严格意义上来说，索膜结构就是我们平时所说的张拉膜结构，也是膜结构的常见形式之一，外表轻巧、美观、柔美，寿命也很长，很受人青睐。要说一个完整的索膜结构需由膜材、索结构、支架结构三部分组成，缺一不可。其实索膜结构有很多我们不了解的好处，今天我们就来详细了解一下。 （索膜结构-图例） 【索膜结构介绍】 大家对索膜结构了解多少呢？它也被称为张拉膜结构，是膜结构三种常见形式之一，其以膜材、钢结构支柱、拉索等共同作用，使膜面形成一定的张力从而形成承受外载荷的某种稳定的空间结构，与骨架式、充气式结构相比索膜结构是很能体现膜结构精髓的形式，由于其强度决定于受拉构件的承载能力而不是结构的稳定性，所以能够充分发挥钢索和膜材受拉工作时强度高、自重轻的特点，更加适合于大跨度结构中。 其造型也更加的灵活、轻巧、柔美，对于索膜结构来说不需要多余的支撑体系也不需要多余的装饰，其结构本身就是一种艺术造型。所以索膜结构非常适合用在标志性建筑上，如体育场馆、商场、交通设施、娱乐设施、文化景观设施等，不仅如此因为造型感强、制作简单、安装便捷、节能环保、安全性好所以索膜结构现在应用范围非常广泛。

【索膜结构组成】 一个完整的索膜结构一般由三部分组成：膜材、索结构、支架结构，下面我们简单说下这三部分。 1.形成曲面结构的张拉膜材，膜材作为结构材料，要能够抵抗一定的载荷而不致引起过大变形，同时作为结构中的覆盖材料，需要满足一定的建筑功能，如遮蔽、防火、耐久等，常用的为PVC/PVDF 膜材。 2.用于加强膜面的脊索、谷索以及将膜内力传向支撑结构的边索，索结构除了对膜面受力方面有加强作用，更重要的是它们起到了改变建筑造型的作用，尤其是脊索和谷索的灵活设置可能对整个建筑带来奇妙的视觉效果。 3.索膜结构体系中的支架结构，支架结构中常用的是钢结构，也可以采用混凝土结构，一些情况下甚至可以使用木结构或其他结构，支架结构除满足将索膜体系的内力传递到基础这一要求外，其构造形式也直接影响了索膜结构的整体造型。 【索膜结构特点】 一个好的索膜结构就需具备以下特点： 1.造型自由灵活艺术感强 因为索膜结构整体构造非常简单，支架结构、索结构以及膜材的灵活搭配组合，打破了传统以直线为主的建筑结构形式，可以创造出各种富有时代气息的优美曲面造型，特别是夜晚配合灯光更容易形成

高分子功能膜材料

第八章高分子功能膜材料 膜是一种能够分隔两相界面，并以特定的形式限制和传递各种物质的二维材料，在自然界中随处可见。天然存在的膜有生物膜，膜也可以人工制作，如高分子合成膜。膜可以是均相的，也可以是非均相的；可以是对称的，也可以是非对称的；可以是固体的，也可以是液体的；可以是中性的，也可以是带电荷的。膜的厚度可从几微米到几毫米不等。 随着科学的发展，越来越多的人工合成膜相继被开发出来，应用到各个行业中，起到分离和选择透过等重要作用。高分子功能膜作为人工合成膜中的重要一员，在药物缓释、膜修饰电极、气体分离等领域表现出特殊的分离功能，并因其广阔的应用前景而受到极大的关注。本章将主要讨论高分子功能膜的分离原理，并以主要的分离膜为代表，介绍其制备方法和应用。 8,1 概述 8.1.1 高分子分离膜的分类 高分子分离膜是具有分离功能，即具有特殊传质功能的高分子材料，又称为高分子功能膜。其形态有固态，也有液态。高分子分离膜的种类和功能繁多，不可能用单一的方法来明确分类，现有的分类既可以从被分离物质的角度分，也可以从膜的形状、材料等角度分，目前主要有以下几种分类方式。 8.1.1.1 按被分离物质性质分类 根据被分离物质的性质可以将分离膜分为气体分离膜、液体分离膜、固体分离膜、离子分离膜和微生物分离膜等。 8.1.1.2按膜形态分类 根据固态膜的形状，可分为平板膜(flat membrane)、管式膜(tubular membrane)、中空纤维膜(hollow fiber)、毛细管膜以及具有垂直于膜表面的圆柱形孔的核径蚀刻膜等。液膜是液体高分子在液体和气体或液体和液体相界面之间形成的膜。 8.1.1.3按膜的材料分类 从膜材料的来源来看，分离膜可以是天然的也可以是合成的，或者是天然物质改性或再生的。不同的膜材料具有不同的成膜性能、化学稳定性、耐酸、耐碱、耐氧化剂和耐微生物侵蚀等，而且膜材料对被分离介质也具有一定的选择性。这类膜可以进一步分为以下几类。 (1)纤维素衍生物类纤维素类膜材料是研究最早、应用最多的高分子功能膜材料之一．主要有再生纤维素、硝酸纤维素、二醋酸纤维素和三醋酸纤维素、乙基纤维素等。 (2)聚烯烃类聚烯烃及其衍生物是重要的高分子聚合物，很多都可以用于制备气体分离膜，如低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、聚丙烯、聚4-甲基-1-戊烯、聚氯乙烯、聚乙烯醇、聚丙烯腈等。 (3)聚酯类涤纶、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸丁二酯这类树脂强度高、尺寸稳定性好、耐热和耐溶剂性优良，被广泛用于制备分离膜的支撑增强材料。 (4)聚酰（亚）胺类尼龙-6和尼龙-66是这一类分离膜材料的代表，常用于反渗透膜和气体分离膜的支撑底布，芳香族聚酰胺是第二代反渗透膜材料，用于中空纤维膜的制备。含氟聚酰亚胺作为具有实用前景的气体分离膜材料目前处于开发阶段。用聚酰胺类制备的膜，具有良好的分离与透过性能，且耐高压、耐高温、耐溶剂，是制备耐溶剂超滤膜和非水溶液分离膜的首选材料，缺点是耐氯性能较差。 (5) 聚砜类这类材料包括聚砜、聚醚砜、聚芳醚砜、磺化聚砜等，是高机械强度的工程塑料，具有耐酸、耐碱的优点，多用于超滤膜和气体分离膜的制备，较少用于微滤，可在80℃下长期使用，缺点是耐有机溶剂的性能较差。

非晶态金属材料综述

非晶态金属材料 一，非晶态金属材料 非晶态金属材料是指在原子尺度上结构无序的一种金属材料。大部分金属材料具有很高的有序结构，原子呈现周期性排列（晶体），表现为平移对称性，或者是旋转对称，镜面对称，角对称（准晶体）等。而与此相反，非晶态金属不具有任何的长程有序结构，但具有短程有序和中程有序（中程有序正在研究中）。一般地，具有这种无序结构的非晶态金属可以从其液体状态直接冷却得到，故又称为“玻璃态”，所以非晶态金属又称为“金属玻璃”或“玻璃态金属”。 制备非晶态金属的方法包括：物理气相沉积，固相烧结法，离子辐射法，甩带法和机械法。 二，非晶态金属的特点 由于传统的金属材料都以晶态形式出现。但这类金属熔体，由于极快的速率急剧冷却，例如每秒钟冷却温度大于100万度，冷却速度极快，而高温下液态时原子呈无序状态，因被迅速“冻结”而形成无定形的固体，此时这称为非晶态金属；由于其内部结构与玻璃相似，故又称金属玻璃。 这种材料强度和韧性兼具，即强度高而韧性好，一般的金属在两点上是相互矛盾的，即强度高而韧性低，或与此相反。而对于非晶态金属，其耐磨性也明显地高于钢铁材料。 非晶态金属还具有优异的耐蚀性，远优于典型的不锈钢，这可能是因为其表面易形成薄而致密的钝化膜；同时由于其结构均匀，没有金属晶体中经常存在的晶粒、晶界和缺陷，所以不易产生引起电化学腐蚀 并且非晶态金属还具有优良的磁学性能；由于其电阻率比一般金属晶体高，可以大大减少涡流损失，低损耗、高磁导，故使其成为引人注目的新型材料，也被誉为节能的“绿色材料”。 另外，非晶态金属有明显的催化性能；它还可作为储氢材料。 但是非晶态合金也有其致命弱点，即其在500度以上时就会发生结晶化过程，因而使材料的使用温度受到限制。还有其制造成本较高，这点也限制非晶态金属广泛应用。

MBR膜生物反应器

MBR膜生物反应器 一、MBR技术简介 膜生物反应器（Membrane Bio-Reactor,MBR）为膜分离技术与生物处理技术有机结合之新型态废水处理系统。以膜组件取代传统生物处理技术末端二沉池，在生物反应器中保持高活性污泥浓度，提高生物处理有机负荷，从而减少污水处理设施占地面积，并通过保持低污泥负荷减少剩余污泥量。主要利用沉浸于好氧生物池内之膜分离设备截留槽内的活性污泥与大分子有机物。膜生物反应器系统内活性污泥（MLSS）浓度可提升至8000~10000mg/L，甚至更高；污泥龄(SRT)可延长至30天以上。 膜生物反应器因其有效的截留作用，可保留世代周期较长的微生物，可实现对污水深度净化，同时硝化菌在系统内能充分繁殖，其硝化效果明显，对深度除磷脱氮提供可能。 1.MBR 的技术原理 MBR 工艺一般由膜分离组件和生物反应器组成, 由膜组件代替二次沉淀池进行固液分离。由于膜能将全部的生物量截留在反应器内, 可以获得长泥龄和高悬浮固体浓度,有利于生长缓慢的固氮菌和硝化菌的增殖,不需进行延时曝气就能实现同步硝化和反硝化, 从而强化了活性污泥的硝化能力, 膜分离还能维持较低的F?M , 使剩余污泥产率远小于活性污泥工艺, 且系统运行更加灵活和稳定。2. MBR 工艺中膜选择的技术要点 MBR 从膜分离的角度主要涉及微滤、超滤、纳滤及反渗透。由于无机膜的成本相对较高, 目前几乎所有的膜技术都依赖于有机的高分子化合物。应用于MBR 的膜材料既要有良好的成膜性、热稳定性、化学稳定性, 同时应具有较高的水通量和较好的抗污染能力。目前, 国内外常采用的方法是膜材料改性或膜表面改性，能有效地提高膜组件的通量和抗污染能力。 另一点需要考虑的因素是膜的孔径, 由于曝气池中活性污泥是由聚集的微生物颗粒构成, 其中一部分污染物被微生物吸收或粘附在微生物絮体和胶质状的有机物质表面,尽管粒子的直径取决于污泥的浓度、混合状态以及温度条件, 这些粒子仍存在着一定的分布规律,考虑到活性污泥状态与水通量, 最好选择0.10～0.40 微米孔径的膜。

生物可降解金属材料体外腐蚀测试体系综述

生物可降解金属材料体外腐蚀测试体系综 述 甄珍、奚廷斐、郑玉峰 1. 北京大学前沿交叉学科研究院，生物材料与组织工程中心，北京 100871； 2. 温州医学院信息工程学院，温州 325035； 3. 北京大学工学院，材料科学与工程系，北京 100871 摘要：随着生物可降解金属材料日益受到关注，大量的体外腐蚀测试体系被用来模拟其体内腐蚀行为。不同的测试体系具有其独特的优点和缺点。为建立一个合理的并且更接近体内真实情况的测试体系，对可降解金属材料的腐蚀机理和体外腐蚀测试体系进行总结。从电解质溶液的选择、样品表面粗糙度的影响、测试方法以及腐蚀速度的评价方法等几个方面进行阐述，得到以下初步结论：电解质溶液应该选择与体液成分接近的含有蛋白的缓冲模拟体液，样品表面粗糙度和溶液体积与样品表面积之比应该接近植入部位的实际要求，并且采用动态腐蚀测试方法，同时多种腐蚀速度评价方法应当相互参照。 关键词：生物可降解、金属材料、体外测试、镁、铁 1、引言 生物可降解的金属材料已经收到近年来越来越多的关注。由于生物降解性金属材料，所带来的负面效应的永久在体内存在的植入物的减少，如炎症引起的心血管支架，再狭窄和应力遮挡引起的骨科植入物。镁合金和铁合金两种生物降解这是研究人员所关注的金属。动物实验[1-7]和临床试验的[8-11]已经证明的安全性和可行性生物可降解金属作为植入物，但同时有些缺点也暴露无遗。尽管巨大的这两种合金，快速降解率的潜力镁为基础的生物医学植入物和缓慢降解在铁基生物医学植入率生理环境中施加严格的限制许多临床应用。为了开发新种合金和评估的生物腐蚀特性材料，有一定的体外腐蚀系统应建立了可以模拟的降解过程金属植入物在体内。 体外腐蚀试验模拟并评估在体内通过一系列的体外方法，可降解过程如电化学测试，失重试验和氢进化试验。研究人员在体外构建不同各种电解质溶液和模拟系统样品表面的不同比例，以溶液的体积，这会导致数据的不可比性。因此，除了主观处理的材料，如元件的选择，表面涂层，并且处理技术，客观条件应尽可能一致可能和接近体内条件。为了建立一个更合适的体外试验系统中，四个方面进行了讨论如下：1）电解质溶液选择; 2）表面粗糙度的影响力;3）测试方法：电化学测试和浸泡试验;4）评价腐蚀速率的方法.

膜生物反应器设计方案及详细参数介绍讲解

膜生物反应器（MBR）介绍及设计应用 （内部资料） 北京碧水源科技发展有限公司 https://www.wendangku.net/doc/2417389698.html,

目录 1膜生物反应器（MBR）介绍 (1) 1.1原理 (1) 1.2工艺特点 (1) 2设计 (3) 2.1设计进水水质 (3) 2.2设计出水水质 (3) 2.3优质杂排水→城市杂用水（中水） (3) 2.3.1工艺流程 (3) 2.3.2设计说明 (4) 2.4生活污水→二级出水 (5) 2.4.1工艺流程 (5) 2.4.2设计说明 (6) 2.5生活污水→国家一级A标准 (9) 2.5.1工艺流程 (9) 2.5.2设计说明 (9)

1膜生物反应器（MBR）介绍 1.1原理 膜生物反应器（Membrane Bio-Reactor）简称MBR，是二十世纪末发展起来的新技术。它是膜分离技术和生物技术的有机结合。它不同于活性污泥法，不使用沉淀池进行固液分离，而是使用微滤膜分离技术取代传统活性污泥法的沉淀池和常规过滤单元，使水力停留时间（HRT）和泥龄（STR）完全分离。因此具有高效固液分离性能，同时利用膜的特性，使活性污泥不随出水流失，在生化池中形成8000－12000 mg/L超高浓度的活性污泥浓度，使污染物分解彻底，因此出水水质良好、稳定，出水细菌、悬浮物和浊度接近于零，并可截留粪大肠菌等生物性污染物，处理后出水可直接回用。 图1 膜生物反应器工作原理简图 1.2工艺特点 （1）出水水质优良、稳定。高效的固液分离将废水中的悬浮物质、胶体物质、生物单元流失的微生物菌群与已净化的水分开，不须经三级处理即直接可回用。具有较高的水质安全性。

索膜结构

索膜结构的应用及其发展方向 钢构09-2 顾建伟 0940193207

索膜结构是用高强度柔性薄膜材料经受其它材料的拉压作用而形成的稳定曲面，能承受一定外荷载的空间结构形式。其造型自由、轻巧、柔美，充满力量感，阻燃、制作简易、安装快捷、节能、易于、使用安全等优点，因而使它在世界各地受到广泛应用。 索膜结构作为新的建筑形式于本世纪五十年代在国际上开始出现，至今已有四十多年的历史，特别是到了七十年代以后，膜结构的应用得到了迅速发展。膜结构的出现为建筑师们提供了超出传统建筑模式以外的新选择。 膜结构一改传统建筑材料而使用膜材，其重量只是传统建筑的三十分之一。而且膜结构可以从根本上克服传统结构在大跨度（无支撑）建筑上实现时所遇到的困难，可创造巨大的无遮挡的可视空间。其造型自由轻巧、阻燃、制作简易、安装快捷、节能、易于、使用安全等优点，因而使它在世界各地受到广泛应用。另外值得一提的是，在阳光的照射下，由膜覆盖的建筑物内部充满自然漫射光，无强反差的着光面与阴影的区分，室内的空间视觉环境开阔和谐。夜晚，建筑物内的灯光透过屋盖的膜照亮夜空，建筑物的体型显现出梦幻般的效果。这种结构形式特别适用于大型体育场馆、入口廊道、小品、公众休闲娱乐广场、展览

会场、购物中心等领域。 其主体分为 张拉膜结构 PTFE建筑膜材 玻纤PVC建筑膜材 ETFE建筑膜材等形式。 只有正确表达结构逻辑的建筑才有强大的说服力与表现力”这句话揭示了张拉膜结构的精髓。对于张拉膜结构，任何附加的支撑和修饰都是多余的，其结构本身就是造型；换句话说，不符合结构的造型是不可能的，因为那样的薄膜不是飘动的就是缺乏稳定性的。张拉膜结构的美就在于其“力”与“形”的完美结合。张拉膜结构的基本组成单元通常有：膜材、索与支承结构（桅杆、拱或其他刚性构件）。 膜材一种新兴的建筑材料，已被公认为是继砖、石、混凝土、钢和木材之后的“第六种建筑材料”。膜材本身不能受压也不能抗弯，所以要使膜结构正常工作就必须引入适当的预张力。此外，要保证膜结构正常工作的另一个重要条件就是要形成互反曲面。传统结构为了减小结构的变形就必须增加结构的抗力；而膜结构是通过改变形状来分散荷载，从而获得最小内力增长的。当膜结构在平衡位置附近出现变形时，

高分子分离膜材料的结构与性能(精)

膜材料的结构与性能 学校名称：华南农业大学 院系名称：材料与能源学院 时间：2017年2月27日

膜材料的结构与其性能之间的关系，是膜研究的重要内容。对于分离膜，其分离性能中的透过率和选择性分别依赖于膜的孔径和材料性质、被分离物的体积和性质以及二者之间的相互作用。根据材料微观和宏观结构，从以下几个层次对分离膜结构与性能之间的关系进行分析。 １.化学组成 化学元素及化学基团是物质组成的基础，决定了物质的基本性质，如氧化还原性、酸碱性、极性、溶解性和物理形态等。化学组成还决定了分离膜材料的化学稳定性，亲水性或亲油性，以及对被分离材料的溶解性等，直接影响膜的透过性、溶胀性、毛细作用等性质。在分子结构中增强极性基团，如羟基、羧基、磺酸基，膜的亲水性会改善；以氧原子、硫原子等引入到聚合物主链中，或将极性较大的基团，如三氟甲基接枝在聚合物主链上，聚合物的柔性会增加，分子量增大，在气体分离膜应用过程中有利于气体的透过。 2.高分子链段 构成高分子分离膜材料的单体和链段的结构，对聚合物的结晶性、溶解性、溶胀性等性质起主要作用，也在一定程度上影响分离膜的力学性能和热学性能。对于均聚物，单体的结构最重要，其次包括聚合度、分子量、分子量分布、分支度、交联度等。对共聚物，链段结构，如嵌段共聚、无规共聚、接枝共聚等因素直接影响分离膜的各种性质，包括立体效应和化学效应的产生。 3.高分子立体构象 聚合物分子的微观结构，多与分子间的作用力相关，如范德华、氢键力、静电力。这直接影响膜制备的粘度、溶解度，也与成膜后的力学性能和选择性密切关系。聚合物分子间作用力的增加则倾向于形成结晶度高的分离膜。 4.聚集态和超分子 聚合物高分子的排列方式和结晶度，以及晶胞的尺寸、膜的孔径和分布等因素，与膜材料的使用范围、透过性能、选择性等密切相关。高分子材料的聚集态结构和超分子结构与分离膜的制备条件和方法以及后处理工艺等更是相互联系。 5.分离膜的形态 目前常见分离膜的形态主要有管状膜、中空纤维膜、平板（平面）膜。管状分离膜便于清洗，适合连续操作和动态研究分析，多用于高浓度料液或污物较多的物料分离，缺点是能耗大，有效分离面积小；中空纤维膜的力学性能强，适合高压场合的分离操作，缺点是容易被污染且难以清洗；平板膜是宏观结构最简单的一种，适用于各种分离形式，制作简单，使用方便，成本低廉，适用性最广泛。

金属材料的电偶腐蚀综述

金属材料的电偶腐蚀 王俊 摘要：电偶腐蚀，是指当两种或者两种以上不同金属在导电介质中接触后，由于各自电极电位不同而构成腐蚀原电池。电偶腐蚀是一种普遍存在的且危害极大的腐蚀形成，它广泛地存在石油、天然气、船舶、航空和建筑工业等行业中，一旦发生则极有可能造成严重的损失。本文针对金属材料的电偶腐蚀从其腐蚀原理、影响因素、控制方法及腐蚀评定进行综述。并展望了金属材料的电偶腐蚀的研究发展趋势。 关键词：金属接触；电偶腐蚀；电位差 1、前言 现代社会中，金属材料的应用及其广泛，已然涉及到方方面面，这种情况下，研究金属材料的腐蚀及其防护就成为了一项重要任务。金属在其使用过程中或多或少会产生各种各样的腐蚀，如若防不当会造成金属材料在其使用寿命结束之前就产生破坏，特别是在航空等国防领域，金属材料的腐蚀引起的后果是灾难性的，所以，针对金属材料的腐蚀及其防护的研究日益重要。 2、电偶腐蚀的原理 2.1 概述 由于腐蚀电位不同，造成同一介质中异种金属接触处的局部腐蚀，就是电偶腐蚀（galvanic corrosion），亦称接触腐蚀或双金属腐蚀。当两种或两种以上不同金属在导电介质中接触后，由于各自电极电位不同而构成腐蚀原电池，电位较正的金属为阴极，发生阴极反应，导致其腐蚀过程受到抑制;而电位较负的金属为阳极，发生阳极反应，导致其腐蚀过程加速。它是一种危害极为广泛和可能产生严重损失的腐蚀形式，广泛地存在于船舶、油气、航空、建筑工业和医疗器械中。它会造成热交换器、船体推进器、阀门、冷凝器与医学植入件的腐蚀失效，是一种普遍存在的腐蚀类型。可以是金属与金属，也可以是金属与导电的非金属材料（如石墨纤维环氧树脂复合材料）在介质中形成回路，形成电偶腐蚀[1]。电偶腐蚀往往会诱发和加速应力腐蚀、点蚀、缝隙腐蚀、氢脆等其他各种类型的局部腐蚀，从而加速设备的破坏。 两种或两种以上不同电极电位的金属处于腐蚀介质相互接触而引起的电化学腐蚀，又称接触腐蚀或双金属腐蚀。电偶腐蚀原理见图1。发生电偶腐蚀时,电极电位较负的金属通常会加速腐蚀，而电极电位较正的金属的腐蚀则会减慢。

膜生物反应器

膜生物反应器 科技名词定义 膜生物反应器 membrane bioreactor;MBR 定义1： 膜技术与生物技术结合的使系统出水水质和容积负荷都得到大幅提高的一种污水处理装置。 所属学科： 海洋科技（一级学科）；海洋技术（二级学科）；海水资源开发技术（三级学科）定义2： 一种含有固定酶或细胞、可用来促进特定生物化学反应的反应器。是工业生化在生产工艺上采用的一种膜技术。 简介 膜生物反应器 膜-生物反应器（Membrane Bio-Reactor,MBR）为膜分离技术与生物处理技术有机结合之新型态废水处理系统。是一种由膜分离单元与生物处理单元相结台的新型水处理技术，以膜组件取代二沉池在生物反应器中保持高活性污泥浓度减少污水处理设施占地，并通过保持低污泥负荷减少污泥量。主要利用沉浸于好氧生物池内之膜分离设备截留槽内的活性污泥与大分子固体物。因此系统内活性污泥（MLSS）浓度可提升至10,000mg/L，污泥龄(SRT)可延长30天以上，于如此高浓度系统可降低生物反应池体积，而难降解的物质在处理池中亦可不断反应而降解。故在膜制造技术不断提升支援下，MBR处理技术将更加成熟并吸引着全世界环境保护工业的目光，并成为21世纪污水处理与水资源回收再利用唯一选择。 用途

污水处理:中国是一个缺水国家,污水处理及回用是开发利用水资源的有效措施。污水回用是将城市污水通过膜生物反应器等设备的处理之后,将其用于绿化、冲洗、补充观赏水体等非饮用目的,而将清洁水用于饮用等高水质要求的用途。城市污水就近可得,免去了长距离输水:其在被处理之后污染物被大幅度去除,这样不仅节约了水资源,也减少了环境污染。污水回用已经在世界上许多缺水的地区广泛采用,被认为具有显著的社会、环境和经济效益。 迸出水水质比较: 设计进水水质:BOD5<30Omg/l CODcr<50Omg/l SS<30Omg/l T--N<4-5mg/l 出水水质:BOD5<5mg/l NH4+-N<1.Omg/l CODcr〈2Omg/l 浊度<1NTU 膜生物反应器 SS=Omg/l 细菌总数<20个/ml T-N<0.5mg/l 大肠杆菌数未检出 膜的种类繁多,按分离机理进行分类,有反应膜、离子交换膜、渗透膜等;按膜的性质分类,有天然膜(生物膜)和合成膜(有机膜和无机膜) ;按膜的结构型式分类,有平板型、管型、螺旋型及中空纤维型等。 工艺 膜生物反应器(MBR)是杨造燕教授及其领导的科研小组历经10年时间研究开发出来的新型污水生物处理装置,该技术被称为"21世纪的水处理技术",该项目曾被列为国家八?五、九?五重点科技攻关项目并被国家列为"中国21世纪议程实施能力及可持续发展实用新技术",此项技术在国内处于领先水平,部分指标达到国际领先水平。 MBR是膜分离技术与生物处理法的高效结合,其起源是用膜分离技术取代活性污泥法中的二沉池,进行固液分离。这种工艺不仅有效地达到了泥水分离的目的,而且具有污水三级处理传统工艺不可比拟的优点: 1、高效地进行固液分离,其分离效果远好于传统的沉淀池,出水水质良好,出水悬浮物和浊度接近于零,可直接回用,实现了污水资源化。

金属基复合材料综述

金属基复合材料综述 专业： 学号： 姓名： 时间：

金属基复合材料综述 摘要：新材料的研究、发展与应用一直是当代高新技术的重要内容之一。其中复合材料，特别是金属基复合材料在新材料技术领域中占有重要的地位。金属基复合材料对促进世界各国军用和民用领域的高科技现代化，起到了至关重要的作用，因此倍受人们重视。本文概述了金属基复合材料的发展历史及研究现状，对金属基复合材料的分类、性能、应用、制备方法、等进行了综述，提出了金属基复合材料研究中存在的问题，探讨了金属基复合材料的发展趋势。 关键词：金属基复合材料；分类；性能；应用；制备；发展趋势 Abstract: The research development and application of new composites are one of the important matters in modern high science and technology. This paper summarizes the met al matrix composites and the development history of the present situation and the classific ation of the metal matrix composites, performance, application and preparation methods, w as reviewed, and put forward the metal matrix composites the problems existing in the res earch, discusses the metal matrix composites trend of development. Keywords: Metal matrix composites; Classification; Performance; Application; Preparation; Development trend. 1.引言 复合材料是继天然材料，加工材料和合成材料之后发展起来的新一代材料。按通常的说法，复合材料是指两种或两种以上不同性质的单一材料，通过不同的复合方法所得到的宏观多相材料。随着现代科学技术的迅猛发展，对材料性能的要求日益提高。常希望复合材料即具有良好的综合性能，又具有某些特殊性能。金属基复合材料是近年来迅速发展起来的高性能材料之一，对促进世界各国军用和民用领域的高科技现代化，起到了至关重要的作用。相信随着科学技术的不断发展，新的制造方法的出现，高性能增强物价格的不断降低，金属基复合材料在各方面将有越来越广阔的应用前景。

国外经典索膜结构建筑

国外经典索膜结构建筑 国外大型膜结构建筑通常是由索膜及索网结构搭配构造，这种结构在体育场上的应用非常普遍，另外还经常应用于车站屋顶或商业娱乐中心设施上。世界上第一个索网结构建于1951年，是美国MatthewNowiski和FredSeverud共同设计的RaleighArena(雷里活动中心)，索网为双曲抛物面。FredSeverud的学生FREIOtto在此基础上，提出物理模型法的找形理论，并应用于膜结构。1967年，蒙特利尔展览会西德馆首次将索网结构与膜结构结合起来，被业界认为是索膜结构在大跨度建筑结构领域应用的里程碑。 此后，索膜结构开始广泛应用于大跨度建筑结构，典型的国外工程实例有沙特阿拉伯吉达国际航空港、美国圣地亚哥会议中心、美国丹佛国际机场等。下面为收集整理的一些国外知名膜结构建筑，供爱好者阅读。 1.德国汉堡网球场 德国汉堡网球场膜结构展开面积约10000平方米，采用PVC(PVDF面层)膜材。屋顶是可开合式膜结构，这种屋顶能确保在任何季节举行网球比赛，避免重要赛事因天气原因中断或延迟。 2.英国泰晤士河千年穹顶 千年穹顶1999年底建成，其造型很奇特，它有12根穿出屋面高达100米的桅杆，屋盖采用圆球形的张力膜结构。膜面支承在72根幅射状的钢索上，远远望去像一个白色的大帐篷。

3.美国丹佛国际机场候机大厅 美国丹佛国际机场的特别之处在于屋顶用特殊布料覆盖及采用张拉结构的设计，令人联想到冬天受冰雪覆盖的落矶山脉。 4.2005年日本爱知世博会膜结构建筑超过50万平方米，其中日本国家馆代表着当时膜结 构的最尖端水平。 5.Khan Shatyr娱乐中心 Khan Shatyr娱乐中心150米高的悬索帐篷是世界上最高的拉力结构，也是这座中亚城市的最高建筑。用EFTE材料制作的穹顶覆盖了10万平方米的面积，包括一座公园、一座水上公园和一座上部平台以及无数娱乐休闲和零售设施等。

金属材料疲劳研究综述

金属材料疲劳研究综述 摘要：人会疲劳，金属也会疲劳吗？早在100多年前，人们就发现了金属也是会疲劳的，并且发现了金属疲劳带给人们各个方面的危害，所以研究金属材料的疲劳是非常有必要的。本文主要讲述了国内外关于金属疲劳的研究进展，概述了金属产生疲劳的原因及影响因素，以及金属材料疲劳的试验方法。 关键词：金属材料疲劳裂纹疲劳寿命 一．引言 金属疲劳的概念，最早是由J．V．Poncelet 于1830 年在巴黎大学讲演时采用的。当时，“疲劳”一词被用来描述在周期拉压加载下材料强度的衰退。引述美国试验与材料协会( ASTM) 在“疲劳试验及数据统计分析之有关术语的标准定义”( EZ06-72) 中所作的定义: 在某点或某些点承受挠动应力，且在足够多的循环挠动作用之后形成裂纹或完全断裂时，材料中所发生的局部永久结构变化的发展过程，称为“疲劳”。金属疲劳是指材料、零构件在循环应力或循环应变作用下，在一处或几处逐渐产生局部永久性累积损伤，经一定循环次数后产生裂纹或突然发生完全断裂的过程。在材料结构受到多次重复变化的载荷作用后，应力值虽然始终没有超过材料的强度极限，甚至比弹性极限还低的情况下就可能发生破坏，这种在交变载荷重复作用下材料和结构的破坏现象，就叫做金属的疲劳破坏。据统计金属材料失效80%是由于疲劳引起的，且表现为突然断裂，无论材料为韧性材料还是塑性材料都表现为突然断裂，危害极大，所以研究金属的疲劳是

非常有必要的。 由于金属材料的疲劳一般难以发现，因此常常造成突然的事故。早在100多年以前，人们就发现了金属疲劳给各个方面带来的损害。由于但是条件的限制，还不能查明疲劳破坏的原因。在第二次世界大战期间，美国的5000艘货船共发生1000多次破坏事故，有238艘完全报废，其中大部分要归咎于金属的疲劳。2002 年 5 月，华航一架波音747-200 型客机在由台湾中正机场飞往香港机场途中空中解体，19 名机组人员及206名乘客全部遇难。调查发现，飞机后部的金属疲劳裂纹造成机体在空中解体，是导致此次空难的根本原因。直到出现了电子显微镜之后，人类在揭开金属疲劳秘密的道路上不断取得了新的成果，才开发出一些发现和消除金属疲劳的手段。 二．金属疲劳的有关进展 1839年巴黎大学教授在讲课中首先使用了“金属疲劳”的概念。1850一1860年德国工程师提出了应力-寿命图和疲劳极限的概念。1870一1890年间，Gerber研究了平均应力对疲劳寿命的影响。Goodman提出了考虑平均应力影响的简单理论。1920年Griffith发表了关于脆性材料断裂的理论和试验结果。发现玻璃的强度取决于所包含的微裂纹长度，Griffith理论的出现标志着断裂力学的开端。1945年Miner用公式表达出线性积累损伤理论。五十年代，力学理论上对提出应力强度因子K的概念。六十年代，Manson—Coffin公式概括了塑性应变幅值和疲劳寿命之间的关系。Paris在1963年提出疲劳裂纹扩展速率da／dN和应力强度因子幅值?k之间的关系。1974年，美

膜生物反应器处理生活污水及中水回用

节水与回用 膜生物反应器处理生活污水及中水回用 荆肇乾1,　吕锡武1,　赵硕伟2 (1.东南大学环境科学与工程系,江苏南京210096;2.镇江生态环境咨询中心, 江苏镇江212001) 摘　要:　针对生活污水的特点,在小试基础上建成了膜生物反应器中水回用示范工程(24 m3/d)。运行结果表明,出水浊度、BOD5、NH3-N、动植物油平均浓度分别为1.8NT U、8.7mg/L、 1.69mg/L、0.58mg/L,出水无色无味,各项水质指标均优于《城市污水再生利用———城市杂用水 水质》(G B/T18920—2002)标准。膜及膜面凝胶层对稳定系统出水水质起到了决定性作用。 关键词:　生活污水;　膜生物反应器;　中水回用 中图分类号:X703.1 文献标识码:C 文章编号:1000-4602(2006)18-0077-03 D om esti c Sewage Trea t m en t and Reuse Usi n g M em brane B i oreactor J I N G Zhao2qian1,　LV Xi2wu1,　ZHAO Shuo2wei2 (1.D ept.of Environm ental Science and Eng ineering,S outheast U n iversity,N anjing210096, China;2.Z henjiang Ecologica l and Environm ental Consultation Center,Zhenjiang212001, Ch ina) Abstract:　Based on the characteristics of domestic se wage and p il ot2scale experi m ental operati on, a de monstrati on p r oject of me mbrane bi oreact or(MBR)f or domestic se wage treat m ent and reuse was es2 tablished(24m3/d).Operati on results show that the average concentrati on of turbidity,BOD5,NH3-N and oil in the effluent are1.8NT U,8.7mg/L,1.69mg/L,and0.58mg/L,res pectively.The efflu2 ent is col orless or odorless.The para meters of the effluent are better than the R euse of U rban R ecycling W a ter—W ater Q uality S tanda rd for U rban M iscellaneous W a ter Consum ption(G B/T18920-2002). Me mbrane and gel layer on the membrane surface are critical t o the stabilizati on of effluent quality. Key words:　domestic se wage;　me mbrane bi oreact or(MBR);　waste water reuse 1　示范工程概况 在实验室小试研究基础上,建成了设计流量为24m3/d的中水回用示范工程———中国冶金设备南京有限公司污水处理和中水回用工程,处理出水可用作厂区内冲厕、洗车和绿化景观用水。 污水处理及回用工艺流程见图1。 污水首先经格栅去除较大的漂浮物及悬浮物后进入调节池(池内设置组合填料),调节池设计考虑较长的水力停留时间(充分考虑污水水量变化较大的特点),污水水质、水量在此均和后经污水提升泵(液位控制、自动启闭、1用1备、自动切换)提升进入膜生物反应器(MBR),大部分污染物在此得到降解[1、2],最后经自吸泵间歇抽吸(抽吸12m in,停止3m in)出水, 出水经过紫外灯杀菌器消毒后进入清水池。 图1　工艺流程 Fig.1　Sche matic diagra m of de monstrati on p r oject 第22卷　第18期2006年9月 中国给水排水 CH I N A WATER&WASTE WATER Vol.22No.18 Sep.2006

索膜结构施工要点_索膜结构性能特点

索膜结构施工要点_索膜结构性能特点 索膜结构兴起于20世纪60年代,直到21世纪才逐步引入中国并被广泛应用于体育馆、展览中心、步行街等文体商业设施，索膜结构的施工可以交由专业的膜结构公司去全程把脉，作为业主们要能了解一些基础的膜结构施工要点也是能对施工过程起到一个很好的监督作用，，本文就针对索膜结构的施工要点和性能特点给大家做个介绍，以便您对索膜结构有个了解，下面就跟随致彩膜结构公司的小编一起看看吧。 【索膜结构施工要点】 一、支承结构，应事先确定好具体的安装步骤及安全技术规范，检查相应钢材有无锈迹、腐蚀，索跟锚具的接触面是否有异常。 二、膜面，膜面要求无积水、无腐蚀、无颜色异常，各节点固定要结实。 三、膜材设计及安装，膜材设计是索膜结构施工前准备工作中的重中之重，应要求相关的设计人员量好膜材相应的尺寸，把控好每个控制点的未来装置误差，要对膜材出厂时的各类质量保证相关文件、

数据进行检验，检查膜材表明是否有磨损，装置时要密切注意气候的变化，避免膜材发生抖动的假象。【索膜结构性能特点】 一，自然光的灵活转换，透光是所有膜结构建筑都共有的性能，我们还可以采用人工干预的方式控制自然光的照射，满足了对于建筑内光亮在不同时间段有着不同要求的业主们。 二，索膜结构的自重非常小，这是因为它是依靠预应力形态来保持整体结构的稳定性，使得其自重要比传统的建筑结构小多了。 三，可灵活移动及多次重复使用，由于索膜结构的自重很小，组装快速，多次重复使用，经济又环保。四，环境适应性强，索膜结构能够通过改变自身的形式来适应不同的空间布局及其天气变化。 五，安全可靠，依据行业规范设计出来的索膜结构都具有足够的安全性，即使坍塌，危险性也会很小。【索膜结构基本介绍】 目前膜结构找形分析的方法主要有动力松驰法、力密度法以及有限单元法等。荷载分析既是分析结构在各种荷载工况下的响应。而另一个目的是确定索、膜中初始预张力。在外荷载作用下膜中一个方向应力增加而另一个方向应力减少，这就要求施加初始张应力的程度要满足在不利荷载作用下应力不致

高分子分离膜材料综述

《功能材料》课程论文考核表

高分子分离膜材料的研究进展 应用化学1005410220 袁强 摘要：高分子分离膜是用高分子材料制作而成的具有选择性透过功能的半透性薄膜。本文将简单介绍高分子分离膜材料的起源、发展史，重点介绍高分子分离膜材料的应用前景和研究现状。 关键词：高分子材料；高分子分离膜；分离；材料 1．高分子分离膜概述 高分子分离膜（polymeric membrane for separation），是由聚合物或高分子复合材料制得的具有分离流体混合物功能的薄膜。膜分离过程就是用分离膜作间隔层，在压力差、浓度差或电位差的推动力下，借流体混合物中各组分透过膜的速率不同，使之在膜的两侧分别富集，以达到分离、精制、浓缩及回收利用的目的。单位时间内流体通过膜的量（透过速度）、不同物质透过系数之比（分离系数）或对某种物质的截留率是衡量膜性能的重要指标。 2．高分子分离膜的起源和发展史 2.1．国外高分子分离膜发展史 1849年，德国学者惠柏思用硝基纤维素制成第一张高分子膜。 1920年，麦克戈达开始观察和研究反渗透现象。 1930年，人们将纤维素膜用于超滤分离。 1940年，离子交换膜开发和利用电渗析方法建立。 1950年，加拿大学者萨利拉简研究反渗透。 1960年，洛萨和萨利拉简成功制备了具有完整表皮和高度不对称的第一张高效能反渗透膜，为该法奠定了基础。 1970年以来。超滤膜、微滤膜成功开发和应用，有支撑的液膜和乳液膜及气体分离膜也相继问世。 2.2．国内高分子分离膜发展史 我国的膜科学技术的发展是从1958年研究离子交换膜开始的，六十年代进入开创阶段。1965年着手反渗透技术的探索。1967年开始全国的海水淡化会战。大大促进了我国膜技术的发展。70年代进入开发阶段。这时期，微滤、电渗析、反渗透和超滤等各种膜和组器件都相继研究开发出来，80年代跨入推广应用阶段。80年代又是气体分离和其他膜的开发阶段。 3.高分子分离膜所用到的材料 最初用作分离膜的高分子材料是纤维素酯类材料。后来，又逐渐采用了具有各种不同特性的聚砜、聚苯醚、芳香族聚酰胺(见芳香族聚酰胺纤维)、聚四氟乙烯（见氟树脂）、聚丙烯、聚丙烯腈、聚乙烯醇、聚苯并咪唑、聚酰亚胺等。高分子共混物和嵌段、接枝共聚物（见聚合物）也越来越多地被用于制分离膜，使

大跨度钢结构及索膜结构

大跨度钢结构及索膜结构 大跨度钢结构和索膜结构作为大型公共建筑的主要受力部分和新型屋面系统，其质量直接影响到建筑物的安全和使用功能。本文仅结合上海体育场、浦东国际机场、虹口足球场、上海新国际博览中心等工程的监理实践，对大跨度钢结构和索膜结构施工质量控制的几个主要方面进行一些讨论。 ⑴对桁架钢构件制作质量的控制①对于钢构件制作的胎架划线和搭设 尺寸、钢构件拼装时的基准线和定位方式等进行严格检查控制。②钢 构件拼装检查应在制作焊接完成后自由状态下进行。应按每榀构件拼装 胎架中每一支点的三维空间位置验收结构尺寸。 ⑵钢结构焊接①对于施工单位首次焊接的钢种，一定要进行焊接工艺评 定，并制定相应的焊接工艺。②监理一定要抓住对焊工合格证的检查。 检查内容应包括：母材及焊材种类、焊接位置、焊工合格证的有效期。 ③严格把住接头装配质量关。接头的装配质量包括：坡口质量，根部 间隙，对口错边量等几个方面。④当焊接表面潮湿、有油污，焊接环 境温度过大或焊接部位受风、雨、雪直接侵袭时，都无法保证焊出高质 量的焊缝，特别是焊低氢焊条时更容易出现问题，施工单位应在工艺方 案及对焊工进行施工交底时明确。⑤焊接过程中为减少焊接应力，防 止产生焊接裂纹，应严格按照标准规定要求对焊接部位进行预热，在整 个焊接过程中应随时加热以保证焊缝道间温度并一次焊完一条焊缝，在 焊接完成后应及时按标准要求进行后热。⑥对设计及国家规范要求探 伤的焊缝，应对每条焊缝按比例要求进行无损探伤。检验位置及长度由 质检人员指定并书面通知NDT人员。检验后NDT人员应出具探伤报告， 探伤报告应标明探伤的具体部位。焊缝完成后质检人员及时按设计和 GB50205等标准要求进行外观检查和无损检验，不合格部分及时通知焊 工返修（返修焊缝工艺也必须是评定合格的）。 ⑶钢结构安装质量控制①安装前，施工单位应对构件的产品合格证、设 计文件与预拼装记录进行检查，并复验记录构件的尺寸。钢结构的变形、 缺陷超出允许偏差时，应进行处理。②钢结构吊装就位后，应对构件 定位轴线、标高等设计要求控制点进行测量做好标记，对吊装对接接头 质量进行焊前检查。安装好临时支撑及钢浪索以使钢屋架在施工过程中 安全稳定。③钢结构安装时，施工单位应提交每榀构件吊装后的标高 尺寸、焊接、涂装等分别向监理提交验收。

高分子膜材料

高分子膜材料 高分子材料是材料领域中的新秀，它的出现带来了材料领域中的重大变革。目前高分子材料在尖端技术、国防建设和国民经济各个领域得到广泛的应用，已经成为现代社会生活中衣、食、住、行、用各个方面所不可缺少的材料。高分子材料不仅成为工农生产及人们日常生活中不可缺少的材料，也成为发展高新技术所需要的高性能结构材料、高功能材料以及满足各种特殊用途的专用材料。 自从20世纪20年代高分子科学建立以来，功能高分子就随之发展起来。至今已成为高分子科学中的一重要部分，新型功能高分子材料更是在材料科学领域中充满活力。例如特种高分子材料、分离功能高分子材料、高分子微球材料、导电高分子材料、光学性能高分子材料、医用高分子材料等等。这些新材料将成为高分子材料的希望。 膜技术是当代高校分离新技术，与传统分离技术相比，它具有分离效率高、能耗低、占地面积小、过程简单、操作方便、不污染环境、便于与其他技术集成等非常突出的优点。在当今世界能源、水资源短缺，水和污染日益严重的情况下，膜分离科学得到了世界各国的重视，成为实现经济可持续发展的的重要组成部分。世界著名化学与膜科学专家黎念之院士在访问我国时说：“谁掌握了膜技术，谁就掌握了化工业的未来。”因此，膜技术的发展将有力地推动我国相关行业的发展。 一、高分子膜的分类 1、按膜的材料分 按置备膜的材料种类来分，可将高分子分离膜分为纤维素脂类和非纤维素脂类。 2、按膜的分离原理及适用范围分 根据分离膜的分离原理和推动力的不同，可将其分为微孔膜、超过滤膜、反渗透膜、纳滤膜、渗析膜、电渗析膜、渗透蒸发膜等。 3、按膜断面的物理形态分 根据分离膜断面的物理形态不同，可将其分为对称膜、不对称膜、复合膜、平板膜、管式膜、中空纤维膜等。 4、按功能分类 按高分子膜的按功能分类分为离子膜（包括气体分离膜、液体分离膜、液体分离膜、离子交换膜、化学功能膜）、能量转化功能膜（包括浓差量转化膜、光能转化膜、机械能转化膜、电能转化膜电能转化膜、导电膜）、生