基本信息
- 項目名稱：
- 一枝黃花/環(huán)氧樹脂復合材料型環(huán)保家居用品
- 小類：
- 能源化工
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 本作品正是基于上述現(xiàn)實，產(chǎn)生以一枝黃花為原料制作環(huán)保家居用品的設計思想，通過利用一枝黃花極強的繁殖力，獲得大量的廉價原料，實現(xiàn)變廢為寶化害為利，再通過配方設計制作附加值高的家居用品，而且，該用品廢棄后還可以生物降解，完成生物循環(huán)。在該設計中，我們設計主要關注家居制品材料的強度提高和成本降低。
- 詳細介紹：
- 一枝黃花是一種侵入性很強的外來植物，在生態(tài)機制中抑制其周圍其它植物生長，嚴重破壞植被生態(tài)平衡和生物多樣性。采用人工拔除、潑灑農(nóng)藥等方法仍無法根除，我省許多地方政府還出臺一系列政策甚至通過補貼拔除一枝黃花，但由于其生命力旺盛，繁殖能力極快，仍是我省各地農(nóng)林部門亟待解決的問題，如何根除和利用一枝黃花迫在眉睫。 現(xiàn)在生活中所用的家居用品大多是塑料、陶瓷、木塑等材質(zhì)，但是這些家居用品都存在一定的弊端，限制了其安全、環(huán)保地使用，如：塑料制品難以降解，廢棄的家居用品帶來了白色污染；陶瓷制品生產(chǎn)成本大，價格昂貴，限制了其大規(guī)模推廣使用；塑料和木塑制品抗紫外能力弱，戶外使用壽命短等。因此，開發(fā)新型的環(huán)保、耐用家居用品材料成為國內(nèi)外制造廠商關注的熱點。 本作品正是基于上述現(xiàn)實，產(chǎn)生以一枝黃花為原料制作環(huán)保家居用品的設計思想，通過利用一枝黃花極強的繁殖力，獲得大量的廉價原料，實現(xiàn)變廢為寶化害為利，再通過配方設計制作附加值高的家居用品，而且，該用品廢棄后還可以生物降解，完成生物循環(huán)。在該設計中，我們設計主要關注家居制品材料的強度提高和成本降低。 本項目的開發(fā)有利于維持生態(tài)平衡，保護自然環(huán)境，減少白色污染，響應“節(jié)能減排”的號召，屬于循環(huán)經(jīng)濟，符合可持續(xù)發(fā)展觀，有著良好的經(jīng)濟效益、社會效益與環(huán)境效益。
作品專業(yè)信息
設計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術關鍵和主要技術指標
- 設計思路 首先根據(jù)設計用品的類型（框架、板材、罐狀等）提出設計要求（拉伸強度、彎曲強度等力學性能和是否在戶外受到紫外線輻射等）；然后依照設計要求，制作合適的生產(chǎn)配方，其中，我們先通過對有機改性劑的液態(tài)設計，獲得液態(tài)有機改性劑，再通過其對層狀硅酸鹽的有機改性設計使之與環(huán)氧樹脂和一枝黃花等原料能均勻混合，在此過程中注重建立原料配比、固化機理等與材料性能的關系；最后選擇合適的工藝條件，以提高產(chǎn)品的使用性能、降低生產(chǎn)成本為優(yōu)化目的，生產(chǎn)性能優(yōu)越、價格便宜、性價比高的環(huán)保家居用品材料；進一步通過本小組中兩位設計小組成員，可設計美觀、實用、具有一定功能性的家居用品，并加以推廣。 ①本項目通過離子設計實現(xiàn)層狀硅酸鹽有機改性劑的液化設計。 ②本項目所采用的原料一枝黃花，擁有資源豐富、價格低廉、纖維素含量高等特點， ③將廢品變成實用性強的產(chǎn)品需要有針對性的設計。本項目擁有獨立的設計小組。 技術關鍵 ⑴通過離子設計實現(xiàn)有機改性劑的液化，并與層狀硅酸鹽反應后調(diào)節(jié)其與一枝黃花粉末、環(huán)氧樹脂的相容性，提高產(chǎn)品機械力學性能和抗老化性能。 ⑵在工藝流程中，控制復合材料在模具中的固化溫度和壓力是十分重要的，對于產(chǎn)品的性能、外觀及生產(chǎn)能耗影響較大。 ⑶在設計中要求整合加工工藝、材料等要素，依據(jù)人機工學原理，使產(chǎn)品與人的生理特征和心理特征相協(xié)調(diào)。 主要技術指型腔材料選用2Cr13、3Cr13、3Cr17或進口鋼材，硬度達到HRC26～32；
科學性、先進性
- 1、現(xiàn)有的各類材質(zhì)家居用品的性能、特點 2、一枝黃花材質(zhì)家居用品的性能、特點 本項目將層狀硅酸鹽的剛性、尺寸穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性與環(huán)氧樹脂的韌性、加工性揉和在一起[1-3]。以桐油酸酐為固化劑，比較容易使層狀硅酸鹽在環(huán)氧樹脂中形成剝離型納米片層，可均勻分散，受到外力作用時，納米級的層狀硅酸鹽片層作為應力集中物，能引發(fā)大量的銀紋，吸收沖擊能，同時又能阻止銀紋發(fā)展成宏觀裂紋[4-6]，因此，復合材料具有很好的機械力學性能。
獲獎情況及鑒定結果
- 獲2010年寧波大學SRIP立項的重點項目； 2010年浙江省“新苗人才計劃”儲備項目（寧波大學校級）。
作品所處階段
- 樣品制作與實物生產(chǎn)階段
技術轉(zhuǎn)讓方式
- 專利轉(zhuǎn)讓或許可
作品可展示的形式
- ■實物、產(chǎn)品 ■模型 ■圖紙 □磁盤 □現(xiàn)場演示 ■圖片 □錄像 □樣品
使用說明,技術特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預測
- 該鍋蓋架主要用于鍋蓋的擺放，其造型美觀，小巧玲瓏，并且方便實用。凹槽設計：便于水蒸氣冷凝成水滴后收存，干凈衛(wèi)生；底座鏤空設計：節(jié)省材料，更輕便；底部長弧度設計：增加穩(wěn)定性，防止傾倒。 ⑴原料資源化 一枝黃花可以經(jīng)光合作用再生，原料豐富，價格低廉。一枝黃花纖維素含量高達81.86%，材料極大部分可以被充分利用。以一枝黃花為原料制作環(huán)保家居用品可緩解其作為外來物種對本地生物的侵害；解決人工拔出后廢棄物的處理問題，充分體現(xiàn)了資源的綜合利用和有效利用。 ⑵產(chǎn)品可塑化 一枝黃花環(huán)保家居用品為人工整體合成制品，可根據(jù)使用要求隨機調(diào)整產(chǎn)品工藝和配方。根據(jù)生產(chǎn)工藝模型，我們可以依照用品類型（框架結構、板材結構等）和設計要求（拉伸強度、彎曲強度等），選擇合適的配方，并依照配方定量加入一枝黃花粉末、環(huán)氧樹脂、有機層狀硅酸鹽、填料、抗氧化劑、脫模劑和固化劑等，從而產(chǎn)生不同性能和形狀的產(chǎn)品，其型材利用率接近100%。
同類課題研究水平概述
- 一枝黃花的研究現(xiàn)狀 一枝黃花作為一種潛在的生物質(zhì)資源，化學成分復雜。最近幾年，在利用方面國外研究的最多的是一枝黃花萃取物中的倍半萜，如大根香葉烯D的合成機制與相關實驗，大根香葉烯A合酶的CDNA分離等相關研究。這些倍半萜具有類似于抗生素、性誘劑、外激素等化學制劑的作用機理[1]。目前，國內(nèi)對一枝黃花的研究多集中在生物學特性及生態(tài)防治方面，化學成分和藥理作用方面研究尚淺。也有少部分國內(nèi)外專家從事用一枝黃花制作護膚品、提取抗腫瘤活性成分[2]、生產(chǎn)部分顏料[3]及提取抗菌精油[4-5]等方面的研究。但是，上述基于一枝黃花的研究利用項目存在對原材料的質(zhì)量要求高，工藝復雜繁瑣，生產(chǎn)成本高，技術不夠成熟等多個問題，因此到目前為止還未見推廣。 基于上述國內(nèi)外研究項目的分析與調(diào)研，本項目提出以一枝黃花、環(huán)氧樹脂、層狀硅酸鹽等為原料，生產(chǎn)環(huán)保家居用品。充分利用一枝黃花繁殖能力極強，成本低廉，纖維素含量高等特點，通過離子設計實現(xiàn)層狀硅酸鹽有機改性劑的液化設計，與層狀硅酸鹽反應后，調(diào)節(jié)其與一枝黃花粉末、環(huán)氧樹脂的相容性，提高產(chǎn)品耐熱性能、力學性能和抗老化能力等。本項目產(chǎn)品全部采用自主設計，針對現(xiàn)有家居用品的不足，大膽加入創(chuàng)新元素。所設計的產(chǎn)品兼具外形美觀、方便實用等特點，符合大眾審美心理。本項目還具有工藝簡單，成本低廉，生產(chǎn)技術成熟，廢棄產(chǎn)品可降解等優(yōu)點，屬于循環(huán)經(jīng)濟，具有很大的社會、經(jīng)濟及環(huán)境效益。
