發(fā)動機富氧燃燒技術中高性能富氧膜的制備研究.pdf

1、富氧燃燒技術對發(fā)動機的節(jié)能減排有重要意義，膜法富氧是實現(xiàn)發(fā)動機富氧燃燒的重要方式。然而，目前開發(fā)的富氧膜材料透氣量較低，縱向易分離，在滿足發(fā)動機富氧方面還有較大的提升空間。本論文以較低分子量的乙烯基聚二甲基硅氧烷為原料，通過交聯(lián)改性和摻雜改性等方法制備了富氧濃度與商品化富氧膜相當，透氣量為未改性硅橡膠膜10倍，縱向不分離的富氧膜，并以此為基礎制備了性能穩(wěn)定的螺旋卷式富氧膜組件，可應用于發(fā)動機的富氧燃燒。
　　以自制的乙烯基硅橡膠為

2、原料、含氫硅油為交聯(lián)劑，制備交聯(lián)改性的乙烯基硅橡膠涂覆液，通過單因素實驗考察原料配比、交聯(lián)反應時間、固化溫度、固化時間、基膜截留分子量和操作壓力等因素對復合膜成膜性能和富氧性能的影響，確定了較佳的涂覆液制備條件：原料配比2~6、交聯(lián)反應時間1h~3h、固化溫度60℃~110℃、固化時間1h~6h，基膜截留分子量為2W。利用design-expert軟件對原料配比、交聯(lián)反應時間、固化溫度、固化時間進行Box-Behnkn響應面設計，得到置

3、信度較高的模型，并確定了最優(yōu)富氧性能膜的制備條件：原料配比4.3，交聯(lián)反應時間2.15h，固化溫度86.25℃，固化時間1.75h。利用該條件制備了富氧濃度為28.68%，透氣量為4696.33barrer，最大拉伸力為43.70N的的復合膜。
　　利用少量含氫硅油過量法，將納米二氧化硅以共價締合的方式摻雜于硅橡膠-聚砜復合膜中，獲得了透氣量為5801.46barrer，富氧濃度為29.76%的膜，較未添加納米SiO2的膜，該膜透

4、氣量增加了1105.13barrer，富氧濃度增加了1.08%。膜的機械性能測試結(jié)果顯示，納米SiO2的加入使膜的機械強度減弱，但可滿足常規(guī)組件的制備要求。
　　以上述富氧膜為原料，制備了面積為3m2的螺旋卷式膜組件，并調(diào)試了組件的運行條件。發(fā)現(xiàn)：控制組件運行壓差大于0.086MPa，透氣量可達5m3/h以上，富氧濃度可達29.01%以上；控制進氣量為20~60m3/h，組件回收率可達8.3%~25%，富氧濃度可達24.38%~2