新型耐磨材料突破高温高压禁区

作为石油化工装备的心脏，压缩机的关键部件均涉及动密封。传统动密封往往需要有油润滑，不仅操作成本高，而且会污染后续介质。南京工业大学陆小华教授率领的课题组针对这一难题，发明了超细耐磨钛酸盐纤维（ＴＢＦ）制备新技术，开发出具有国际领先水平的高性价比、长寿命的高温高压无油润滑密封元件，促进了我国压缩机产业与先进国家同步发展。

　　与传统材料相比，新一代耐磨材料将极限温度从１６０℃提高到１８５℃、极限压力从２０ＭＰａ提高到３２ＭＰａ，突破了国际上传统碳纤维增强聚四氟乙烯（ＰＴＦＥ）复合材料不能用于高温高压的禁区，并且能根据不同需求制备出不同性能的ＴＢＦ。

　　目前该产品已成功推广到高温吹瓶机、高压氮氢气（３２ＭＰａ）、氢气（２７．１ＭＰａ），丙烯、裂解气、空气等多种气体压缩机上，由此带来的经济效益达２．３亿元，还出口创汇１３００万美元，为最终用户创造了数十亿元的经济效益。

　　据陆小华介绍，目前大多数企业采用的是极易造成污染的有油金属密封元件，不仅增加了压缩机的成本，浪费能源，还具有一定危险性。采用该技术的ＴＢＦ刹车片可以有效避免高温热衰退，目前已在南京、上海等多个城市公交车上安装使用。路况实验表明，该产品可以完全替代高价国外产品，且价格只有同类产品的１／４。据估计，以此开发的高性能刹车片产值可达３０亿元。

　　为解决ＰＴＦＥ应用中存在的问题，陆小华提出用ＴＢＦ增强ＰＴＦＥ解决苛刻条件下动密封问题的新思路。这一构想突破了一味提高树脂耐磨性的传统思维，实现了苛刻条件下长寿命无油润滑密封元件新产品的工业化规模生产。

　　采用新技术开发的超细耐磨ＴＢＦ材料，具有化学性质稳定，以及耐腐蚀性、耐热隔热性、耐磨性、润滑性、电气绝缘性优异和高红外反射率等特点，是一种多用途的先进材料。该技术发明不仅开发出新型高温高压无油动密封元件，还解决了耐腐蚀、催化、摩擦、高温隔热等众多领域的难题，多项成果已经进入工业化生产阶段。该项目已获发明专利授权８项，形成专利族保护，发表相关论文４５篇。

　　陆小华表示，ＴＢＦ在未来节能环保领域的应用前景也十分广阔。ＴＢＦ中的六钛酸钾纤维具有红外反射率高、高温下导热系数极低等特点，是一种新型的隔热材料，可节约高品位能量２０％左右。采用该技术的窑炉如能得到普及推广，将节省两个三峡电站的发电量。此外，通过调节ＴＢＦ多孔材料的孔径和孔隙率，还可将ＴＢＦ多孔材料作为催化剂载体，大大降低欧Ⅳ汽油的脱硫成本。