基本信息
- 项目名称：
- 一枝黄花/环氧树脂复合材料型环保家居用品
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 本作品正是基于上述现实，产生以一枝黄花为原料制作环保家居用品的设计思想，通过利用一枝黄花极强的繁殖力，获得大量的廉价原料，实现变废为宝化害为利，再通过配方设计制作附加值高的家居用品，而且，该用品废弃后还可以生物降解，完成生物循环。在该设计中，我们设计主要关注家居制品材料的强度提高和成本降低。
- 详细介绍：
- 一枝黄花是一种侵入性很强的外来植物，在生态机制中抑制其周围其它植物生长，严重破坏植被生态平衡和生物多样性。采用人工拔除、泼洒农药等方法仍无法根除，我省许多地方政府还出台一系列政策甚至通过补贴拔除一枝黄花，但由于其生命力旺盛，繁殖能力极快，仍是我省各地农林部门亟待解决的问题，如何根除和利用一枝黄花迫在眉睫。 现在生活中所用的家居用品大多是塑料、陶瓷、木塑等材质，但是这些家居用品都存在一定的弊端，限制了其安全、环保地使用，如：塑料制品难以降解，废弃的家居用品带来了白色污染；陶瓷制品生产成本大，价格昂贵，限制了其大规模推广使用；塑料和木塑制品抗紫外能力弱，户外使用寿命短等。因此，开发新型的环保、耐用家居用品材料成为国内外制造厂商关注的热点。 本作品正是基于上述现实，产生以一枝黄花为原料制作环保家居用品的设计思想，通过利用一枝黄花极强的繁殖力，获得大量的廉价原料，实现变废为宝化害为利，再通过配方设计制作附加值高的家居用品，而且，该用品废弃后还可以生物降解，完成生物循环。在该设计中，我们设计主要关注家居制品材料的强度提高和成本降低。 本项目的开发有利于维持生态平衡，保护自然环境，减少白色污染，响应“节能减排”的号召，属于循环经济，符合可持续发展观，有着良好的经济效益、社会效益与环境效益。
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 设计思路 首先根据设计用品的类型（框架、板材、罐状等）提出设计要求（拉伸强度、弯曲强度等力学性能和是否在户外受到紫外线辐射等）；然后依照设计要求，制作合适的生产配方，其中，我们先通过对有机改性剂的液态设计，获得液态有机改性剂，再通过其对层状硅酸盐的有机改性设计使之与环氧树脂和一枝黄花等原料能均匀混合，在此过程中注重建立原料配比、固化机理等与材料性能的关系；最后选择合适的工艺条件，以提高产品的使用性能、降低生产成本为优化目的，生产性能优越、价格便宜、性价比高的环保家居用品材料；进一步通过本小组中两位设计小组成员，可设计美观、实用、具有一定功能性的家居用品，并加以推广。 ①本项目通过离子设计实现层状硅酸盐有机改性剂的液化设计。 ②本项目所采用的原料一枝黄花，拥有资源丰富、价格低廉、纤维素含量高等特点， ③将废品变成实用性强的产品需要有针对性的设计。本项目拥有独立的设计小组。 技术关键 ⑴通过离子设计实现有机改性剂的液化，并与层状硅酸盐反应后调节其与一枝黄花粉末、环氧树脂的相容性，提高产品机械力学性能和抗老化性能。 ⑵在工艺流程中，控制复合材料在模具中的固化温度和压力是十分重要的，对于产品的性能、外观及生产能耗影响较大。 ⑶在设计中要求整合加工工艺、材料等要素，依据人机工学原理，使产品与人的生理特征和心理特征相协调。 主要技术指型腔材料选用2Cr13、3Cr13、3Cr17或进口钢材，硬度达到HRC26～32；
科学性、先进性
- 1、现有的各类材质家居用品的性能、特点 2、一枝黄花材质家居用品的性能、特点 本项目将层状硅酸盐的刚性、尺寸稳定性和热稳定性与环氧树脂的韧性、加工性揉和在一起[1-3]。以桐油酸酐为固化剂，比较容易使层状硅酸盐在环氧树脂中形成剥离型纳米片层，可均匀分散，受到外力作用时，纳米级的层状硅酸盐片层作为应力集中物，能引发大量的银纹，吸收冲击能，同时又能阻止银纹发展成宏观裂纹[4-6]，因此，复合材料具有很好的机械力学性能。
获奖情况及鉴定结果
- 获2010年宁波大学SRIP立项的重点项目； 2010年浙江省“新苗人才计划”储备项目（宁波大学校级）。
作品所处阶段
- 样品制作与实物生产阶段
技术转让方式
- 专利转让或许可
作品可展示的形式
- ■实物、产品 ■模型 ■图纸 □磁盘 □现场演示 ■图片 □录像 □样品
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 该锅盖架主要用于锅盖的摆放，其造型美观，小巧玲珑，并且方便实用。凹槽设计：便于水蒸气冷凝成水滴后收存，干净卫生；底座镂空设计：节省材料，更轻便；底部长弧度设计：增加稳定性，防止倾倒。 ⑴原料资源化 一枝黄花可以经光合作用再生，原料丰富，价格低廉。一枝黄花纤维素含量高达81.86%，材料极大部分可以被充分利用。以一枝黄花为原料制作环保家居用品可缓解其作为外来物种对本地生物的侵害；解决人工拔出后废弃物的处理问题，充分体现了资源的综合利用和有效利用。 ⑵产品可塑化 一枝黄花环保家居用品为人工整体合成制品，可根据使用要求随机调整产品工艺和配方。根据生产工艺模型，我们可以依照用品类型（框架结构、板材结构等）和设计要求（拉伸强度、弯曲强度等），选择合适的配方，并依照配方定量加入一枝黄花粉末、环氧树脂、有机层状硅酸盐、填料、抗氧化剂、脱模剂和固化剂等，从而产生不同性能和形状的产品，其型材利用率接近100%。
同类课题研究水平概述
- 一枝黄花的研究现状 一枝黄花作为一种潜在的生物质资源，化学成分复杂。最近几年，在利用方面国外研究的最多的是一枝黄花萃取物中的倍半萜，如大根香叶烯D的合成机制与相关实验，大根香叶烯A合酶的CDNA分离等相关研究。这些倍半萜具有类似于抗生素、性诱剂、外激素等化学制剂的作用机理[1]。目前，国内对一枝黄花的研究多集中在生物学特性及生态防治方面，化学成分和药理作用方面研究尚浅。也有少部分国内外专家从事用一枝黄花制作护肤品、提取抗肿瘤活性成分[2]、生产部分颜料[3]及提取抗菌精油[4-5]等方面的研究。但是，上述基于一枝黄花的研究利用项目存在对原材料的质量要求高，工艺复杂繁琐，生产成本高，技术不够成熟等多个问题，因此到目前为止还未见推广。 基于上述国内外研究项目的分析与调研，本项目提出以一枝黄花、环氧树脂、层状硅酸盐等为原料，生产环保家居用品。充分利用一枝黄花繁殖能力极强，成本低廉，纤维素含量高等特点，通过离子设计实现层状硅酸盐有机改性剂的液化设计，与层状硅酸盐反应后，调节其与一枝黄花粉末、环氧树脂的相容性，提高产品耐热性能、力学性能和抗老化能力等。本项目产品全部采用自主设计，针对现有家居用品的不足，大胆加入创新元素。所设计的产品兼具外形美观、方便实用等特点，符合大众审美心理。本项目还具有工艺简单，成本低廉，生产技术成熟，废弃产品可降解等优点，属于循环经济，具有很大的社会、经济及环境效益。
