我们致力于防覆冰材料的研究,已经历时数年了,我们的研发人员主要从事飞机防结冰的研究工作。我们使用高精度的电子显微镜,对覆冰体表面进行显微成像分析,籍此探索水在物体表面结冰以及冰在物体表面可以牢固附着的原因。
目前用于防覆冰的材料,主要选用氟塑料、有机硅、硅橡胶等疏水型好、表面光滑的材料,我们对这些材料进行了防覆冰效果的测试,发现这些材料虽然疏水、防水性能优异, 但是在持续低温、冻雨、凝雪情况下,尤其过冷却水存在的情况下,防冰效果并不理想,甚至水在某些材料表面可以冻得非常的结实。历时1年多的测试结果表明:一、冰可以附着在任何物体表面上;二、物体表面上微细的裂缝和凹陷的麻坑,是冰可以牢固地粘附在物体表面上的主要原因;三、单纯疏水性能好的材料,可以延缓结冰的过程,却无法阻止冰的形成。
为了更为准确地对比不同材料间防覆冰的能力,我们深刻研究了不同物件的表面结构、表面物性等与覆冰的内在关系:共研究了以下八个内容:①结构外形与覆冰,②结构材质与覆冰,③结构组织与覆冰,④表面光洁度与覆冰,⑤表面能与覆冰,⑥表面刚性与覆冰,⑦表面弹性与覆冰,⑧表面颜色与覆冰。研究结果表明:某些外形结构简单、组织结构紧密、表面性能优异的物体表面,就不容易发生严重覆冰。
根据以上研究成果,我们选用一到两种表面性能优异的热塑性高分子材料作为基体材料,加入具有明显疏水、防冰、脱冰效果的改性材料,釆用熔融混合法工艺,合成了一种复合网络结构的防覆冰复合树脂。我们继续使用该复合树脂材料,采用溶剂、注射、模压、挤出等多种方法,生产出了防覆冰系列产品:防覆冰涂料、防覆冰开口套管、防覆冰电缆料、防冰绝缘子、路桥预成型防冰带等。
这些产品具有优异的表面性能、防粘、防冰、脱冰效果优良、施工及维修简单、使用寿命长、属主动型防护等优势。目前,已申请国家专利。
这些产品可以应用到飞行器、架空输电导线、光缆、电缆、室外设备等表面;适用于:南方地区、沿海地区、高空、高寒多雨潮湿地区使用。
2007年,我们在大连一家大型冰库内进行了实际应用测试,一个测试内容是专为冰库防结冰而设计的防覆冰玻纤布,另一个是架空电缆防覆冰套管效果的测试。两个应用测试,均取得了非常明显的效果。
目前,我们还不能通过改变飞行器、电缆等结构设计的途径来预防表面结冰,但是,我们却可以用改变这些物体本身材料的表面物性的方法,即:添加具备主动防护功能的防覆冰涂层,来达到预防严重覆冰的目的。
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