第一篇：有機氟材料的發展與應用

有機氟材料的發展與應用

屆 別 09屆

系 別 化學

專 業 化學

姓 名 郭萌萌

學 號 2009121140

二〇一一年六月

有機氟材料的發展與應用

-----有機氟的發展史及研究成果

學生姓名：郭萌萌 指導教師：劉耀華

摘要: 有機氟材料具有優異的耐高低溫、耐熱、耐化學品、絕緣、抗粘、低摩擦、不燃和自潤滑等性能，由于這些材料具有與其它材料無法比擬的優良性能，使其應用已也從最初的軍工領域逐漸擴大到民用、工業領域，成為國民經濟中不可缺少的新型高分子臺成材料。我國的有機氟化學研究始于上世紀50年代后期，當時是為了滿足國防建設的需求,經過50多年幾代人的努力，如今我國已經能夠生產許多含氟產品如氟塑料、氟橡膠、氟里昂、含氟表面活性劑、含氟油脂、含氟醫藥和農藥、氟碳代血液等，形成了初具規模的氟化學工業基礎。本文主要介紹了我國有機氟材料的發展歷程、研究現狀以及在各領域的應用。

關鍵詞: 有機氟化學 有機氟材料 發展成果 應用

有機氟材料其所以成為當前世界各國普遍重視的一類新材料，并未研究這類材料而形成的一門專門的科學----氟有機化學，是與它在當代科學技術進步和經濟發展中所起的巨大作用密切相關的。近年來，含氟功能材料和眾多精細氟有機化學產品的出現，以及氟化學基礎研究的進展，展示了含氟材料和氟有機化學更廣闊的前景。

1.我國有機氟化學的發展

1.1 任務帶學科----有機氟化學的興起

1896年氟代乙酸乙酯的合成標志著有機氟化學的開始，至今已有整整一個世紀的時間,在此期間，幾次歷史性的突破極大地促進了有機氟化學的發展，如本世紀三十年代氟里昂在制冷工業上的應用，二戰期間曼哈頓工程的實施以及50年代高生理活性氟脲嘧啶的合成等。我國氟資源豐富，已探明螢石的儲量約占世界總儲量的四分之一，但直到上世紀50年代，氟化學在中國還是一片空白,50年代末，由于國際形勢的變化，我國開始自行開發原子能技術急需一批特殊的含氟材料，由此開始了有機氟化學在中國的研究。

1963年科學院決定將氟化學的工作集中到上海，集中力量形成特色,當時上海市調撥一個葡萄糖廠給有機所，經改造做為擴試和批量生產的基地,在這階段的任務多數是仿制，成功后再批量生產。提供應用研制的氟材料包括采用不同方法聚合的聚四氟乙烯、四氟乙烯的共聚物、偏氟乙烯的共聚物，還有含氟聚氨酯、聚全氟苯、含氟油脂等,經過幾年的艱苦拼搏，終于研制成功了各種國內急需的含氟材料，為我國原子彈的提前試爆成功作出了貢獻，同時也培養出了一批氟化學科研人員，建立了有關的科研手段和設施，為以后我國有機氟化工的發展及有機氟化學研究打下了良好的基礎。[2]

[1]

1.2 滲透與發展-----有機氟工業的初步建立

完成軍工研制任務以后，配合國防有機氟化學產品的擴大生產，在已建立的氟化技術及設施的基礎上，我國的有機氟化學研究開始轉向民用方面，并在國內建立初步的有機氟化學工業體系。這階段研制和生產的主要氟化學產品有含氟表面活性劑、氟里昂、含氟油脂、含氟醫藥和農藥、氟碳代血液等，大部分產品仍然是仿制，但也開發出了一些獨具特色的含氟化學品如抑鉻霧劑、氟碳代血液等。

1.3 學科促任務-----有機氟化學研究的全面發展

從上世紀50年代末到70年代末，氟化學研究在我國主要集中在應用方面，為國家安全和國民經濟的發展研制出一些急需的含氟化學品，基礎研究工作開展得較少，只是在個別實驗 室進行一些零散的基礎研究課題，內容主要是由任務衍生出來的題目，尚不能構成一個學科。

在隨后的幾十年時間里，有機氟化學基礎研究在我國一直十分活躍，并形成了一定的特色，取得了一些高水平的研究成果，如亞磺化脫鹵反應、單電子轉移、金屬催化、親鹵反應、含氟卡賓等，在國際氟化學界產生了一定的影響。

與此同時，有機氟化學應用與開發研究在我國也廣泛展開，并取得許多好成果。如全氟離子交換膜的研制、氣相法和液相法制備氟里昂代用品、含氟高溫潤滑油、氟碳化合物的合成及臨床應用、含氟醫藥中間體的開發等，有些成果已取得應用，為國防建設和國民經濟的發展提供了許多急需的含氟化學品。在有機氟化學基礎研究和應用基礎研究的推動下，我國有機氟工業在最近30年得到迅速發展，生產規模和產品種類不斷增加。如今我國已能夠生產包括氟塑料、氟橡膠、含氟冷凍劑、含氟清洗劑、含氟表面活性劑、含氟油脂、含氟醫藥和農藥等品種在內的絕大多數含氟產品。

2.近年來主要研究成果

2.1 特種含氟材料和含氟功能材料的研究一路領先

當前, 我國在許多工業部門, 特別是新技術部門顯示出廣闊應用前景的特種含氟材料和含氟功能材料作為主要研究方向。這方面的研究一路領先, 在以下幾方面取得顯著成績。2.1.1 氟塑料“ 合金” 的研究

氟塑料“ 合金”既保持了“塑料王”聚四氟乙烯的耐高溫、耐腐蝕、電絕緣性能好等優點, 又有硬度高、蠕變小、易加工等新特點, 擴大了氟塑料的應用范圍。氟塑料“ 合金”已用于制造各種耐強酸、耐強堿、耐強氧化性和耐其它有機化學藥品腐蝕的管道、閥門或泵的襯里、泵殼和葉輪, 也適合于加工成各種隔膜片、疏水器膜片或密封件,在石油、化工、化肥、農藥、染化、冶金、電子及機械工業等部門有廣闊的應用前景。2.1.2 改性的乙烯和四氟乙烯共聚物的研究

這是又一類含氟新材料, 它的研制成功為我國氟塑料家族增添了新的成員。這種材料易加工、強度高、耐輻射、易染色, 可作為在高溫和苛刻條件下使用的電絕緣材料, 用于制造電子計算機和原子能發電站等的內部電線, 還可以作防腐蝕、防粘附、耐化學藥品侵蝕的材料。2.1.3 含氟壓電、熱電功能材料的研究

[4]

含氟功能材料的優異性能能夠彌補普通功能材料的不足。上海有機所先后研制了含氟的壓電、熱電材料, 其中壓電駐極體為發展我國的電聲材料作出了貢獻, 由駐極體制造的某些電聲產品不僅能滿足國內需要, 而且還能部分地進人國際市場。含氟的熱電材料亦已用于紅外照相技術。2.1.4 全氟磺酸樹脂和離子交換膜的研究

這是一類化學功能高分子材料, 有廣闊的應用前景, 用離子交換膜電解食鹽制造氯堿已列為國家重點攻關項目。這項新技術正在引起氯堿工業的革命。傳統生產高純燒堿普遍采用汞法, 汞的流失造成的污染是一大禍害。上世紀70年代, 美國和日本首先研究成功用含氟離子交換膜制造氯堿的新技術, 找到了根除汞害、實現氯堿工業現代化的好途徑。另一方面, 消耗量更大的工業燒堿是用石棉隔膜電解槽制造的, 制造和更換這種電解槽要處理大量的石棉。而石棉是致癌物質, 這樣用離2 子交換膜制造氯堿就更為重要。經過多年努力, 上海有機化學研究所全氟離子交換膜的研制工作已取得了相當大的進展, 作為關鍵材料的全氟磺酸樹脂, 從單體合成、聚合到聚合物后處理及造粒等都已能正常生產, 可望通過與加工、應用單位的密切協作, 使這項重要的新技術在我國盡早進人工業規模的應用。此外, 全氟磺酸樹脂作為強酸催化劑的應用, 全氟離子交換膜用于其它電解與分離過程, 也很有前途, 全氟磺酸膜還可用于鉻酸溶液的電解再生和回收工藝等 2.2 注重發揮精細氟有機合成的特長 2.2.1 含氟油脂的研究

耐強氧化劑腐蝕的特種潤滑油脂和特種陀螺油是原子能工藝和導航技術中不可缺少的材料。這些需要量不大、規格多變、合成方法復雜的產品是工業部門難以承擔的。上海有機所先后研制了全氟油、全氟醚油、氟氯油和氟澳油, 滿足了有關技術部門的需要。全氟油和全氟醚油無毒、無嗅耐熱和導熱性能好, 電絕緣性能優良, 化學穩定性高, 安全保險, 有越來越廣的用途。2.2.2 含氟表面活性劑的研究

含氟表面活性劑有優良的表面活性, 用量很少就能顯著降低水溶液或有機液體的表面張力。由于它有極高的熱穩定性和化學穩定性, 能在高溫、強酸、強堿和強氧化還原的條件下使用, 因此應用范圍很廣, 在許多用普通表面活性劑滿足不了要求的地方, 往往可用含氟表面活性劑圓滿地解決問題。

2.2.3 織物防水防油處理劑的研究

利用含氟化合物低表面能的特點, 可以用某些含氟聚合物作為紡織品的防水、防油處理劑。處理過的織物不僅有防水、防油性能, 而且透氣性不降低,手感好, 不容易沾污, 好洗滌, 在國外已普遍使用。我國是個大的紡織品出口國, 要提高在國際市場上的競爭能力, 解決織物的防水、防油問題, 意義十分重大。

2.3 含氟生物活性物質的研究有所突破 2.3.1 氟碳代血液的研究

全氟化合物的化學、生物惰性和在常溫下對氧氣和二氧化碳有較大的溶解度, 引起科學家們萌發了用全氟化合物制造代血液的設想。我國科學家先后研制了兩種型號的氟碳代血液。1 號氟碳代血液對臟器保存和移植很有實用價值, 保存腎臟可達96 小時。我國用1 號氟碳代血液代替普通的血漿進行腎臟病例中取得了很大成功。并發現它對某些心血管疾病, 如缺血性腦血管病、中風和半身不遂癥的急性期有明顯的療效。2號氟碳代血液作為心肌保護液的研究也取得了進展。2.3.2 含氟抗腫瘤藥物的研究

由于氟原子與氫原子的體積相差不大, 化合物中的個別氫原子被氟取代后, 幾何構型不會發生大的變化, 這樣氟取代物就可能被細胞吸收, “ 冒充” 無氟的類似物參與細胞代謝的某些過程, 但并不能參與代謝的全部過程。到了代謝的某一階段, 氟取代物就“ 原形畢露”, 中止、破壞細胞代謝過程。根據這個原理, 有可能找到適當的藥物去抑制對人體有害的細胞, 如癌細胞的代謝過程, 達到治病的目的。氟尿咄淀及其衍生物就屬于這類代謝藥物, 它們有顯著的抗腫瘤效果。我國先后研究成功的兩種氟尿嚓吮抗腫瘤藥物, 對治療腸癌、肝癌、肺癌和乳腺癌等都有很好的療效。2.3.3 含氟農物的研究

有顯著生理活性的氟有機化合物早就被考慮作為農藥研究使用, 只是由于大量便宜的有機氯、有機磷和有機硫農藥的上市, 使有機氟農藥的研究開發趨于遲緩。.上世紀80年代以后, 由于有機氯農藥積累毒性造成的環境污染和許多昆蟲的抗藥性問題出現, 發展新的農藥品種成了當務之急。生理活性高、毒性小的氟有機化合物自然成了科學家重新重視研究的對象, 有機氟農藥開始飛快地發展飛至今世界上已商品化的含氟農藥有數十種。近年來我國研制成功的氟脈殺殺蟲劑已進人擴試階段, 氟樂靈除草劑亦已通過院級技術鑒定,可望在不久以后與化工部門合作, 共同在我國開創生產有機氟農藥的歷史。

[5][3]

3.有機氟化工新材料及應用

3.1 氟樹脂

氟樹脂具有優異的耐高低溫性能和化學穩定性，很好的電絕緣性、非粘附性、低摩擦性、耐候性和良好潤滑性。氟樹脂品種繁多，主要品種有聚四氟乙烯(R,RRE)和熱塑性氟樹脂聚全氟乙丙烯(ⅡLP)、聚偏氟乙烯(PVDF)、可熔性聚四氟乙烯(LA)、聚四氟乙烯一乙烯共聚物(RYE)、聚三氟氯乙烯(PCT．FE)、聚三氟氯乙烯一乙烯共聚物(ECQ)、聚氟乙烯(PVF)等，每個品種又衍生有數個到數十個品級。而且歷年來各品種還在不斷改進，新的品級層出不窮，以滿足各種不同用途。氟樹脂應用面廣、已遍及航空宇航、原子能、石油化工、機械、電子、建筑、輕紡、半導體、汽車、醫療器械、辦公用機器、家用電器、燃料電池、鋰電池等領域，用途迅速擴大。同時近l0多年來又相繼開發了一些新型氟樹脂，如全氟離子交換膜、全氟聚酰亞胺、軟質氟樹脂、透明熱塑性氟樹脂、用作駐極體的含氟樹脂等。這些含氟新材料有的已在工業生產中起著重要作用，如全氟離子膜用于氯堿工業，使氯堿工業生產技術發生了根本性變革；含氟聚合物表面能低，具有憎水憎油性能，可用作防幅用途；透明氟樹脂，折射率低，是醫學、軍用、宇航等光學器械中理想材料，如用在微波、雷達及光學儀器等的透鏡涂層、紫外線用的元件和窗口材料，光電子儀器、接觸鏡、化學惰性的絕緣材料，光導纖維的殼材，以及用作生物醫學材料，涂于某些醫學器材上可提高光學傳感和診斷時生物相容性。氟聚合物膜對電子線和x射線的感應性，可用做電子線的抗蝕膜；聚偏氟乙烯及其共聚物或聚全氟乙丙烯在高壓直流電場經特殊處理，具有壓電性能，可用作各種光、電、熱、機械能的傳感器；聚四氟乙烯和聚偏氟乙烯的微孔膜用作微過濾膜，可廣泛應用于微電子、醫學、食品、化工領域[10]

[9][8][7][6]，如用含氟材料加工成均勻的具有不同孔徑的膜，由它制成的過濾膜、電解隔膜、分離膜等，可用于半導體、醫療領域的藥液過濾、空氣凈化、粉塵回收；用作氣體分離膜可用于富集氧氣、分離s 或NH3等，此外還用作液體分離膜、超濾膜等。聚四氟乙烯多孔體可用作衣料，用于滑雪服、登山運動服、宇航員服裝和雨衣等。用作生物醫學材料，利用它對人體無害性和抗血栓性制成人體血管、體液透析膜、補片、關節抗磨材料等。用途不勝牧舉，由此可見，氟樹脂已從單純的耐熱、耐腐蝕、防粘、結構性用途材料發展到功能性用途特種材料，成為技術含量高、經濟效益好、發展潛力非常大的材料3.2 氟橡膠

氟橡膠具有優異的耐高溫或耐低溫性、耐油和耐化學藥品性。氟橡膠主要品種有26類氟橡膠(含偏氟乙烯、六氟丙烯及其它含氟烯烴單體)、四丙氟橡膠(含四氟乙烯、丙烯等)、氟硅橡膠、氟化膦腈橡膠、氟醚橡膠和含氟熱塑性彈性體等 各品種又衍生有許多品級以滿足不同用途需要。主要應用于航空、宇航、汽車、石油、化工、機械、儀器儀表等工業領域。在一些關鍵用途中已成為不可替代的材料。[12][11]。

3.3 氟涂料

氟涂料具有優異的防腐、防粘、耐候等性能。耐久性好，顯著優于目前常用的各種不含氟涂料。它可選用各種氟樹脂或氟橡膠開發出相應的各種氟涂料，有分散液狀、溶液型、粉末狀和凝膠型等，品種品級繁多，主要用于防腐蝕、防粘、耐候用途，如使用于建筑外裝飾壽命可達40 年以上。近些年來，又通過引入新的含氟單體或少量非含氟單體進行共聚改性，相繼開發了各種室溫固化型的氟涂料，方便施工，拓寬了應用范圍。其它還有含氟聚氨酯涂料，作為船用涂料，可解決艦船結構防腐蝕，消除或防止海洋生物在船底附著，還可用作飛機外裝、飛機油箱、汽車、文物保護涂料和高壓電絕緣子涂料。可聚合的全氟烷基表面活性劑類涂料，可用作汽車外殼保護涂層，墻壁抗涂寫污染、飛機防冰雪、游艇耐污染涂料。3.4 氟利昂替代品

[13]

氟利昂氟氯烴和哈隆(含溴的氟烴或氟氯烴)的替代品氟利昂氟氯烴(CFC)是很好的制冷劑、發泡劑，而哈隆是非常有效的滅火劑

[14]，但這二類化合物排放人大氣后，會破壞大氣臭氧層，危及人類

[15] 生存環境。近年來通過努力已開發出多種氫氟烴(HFC)，不僅能保持以前產品的同樣使用效果，而且具有能顯著降低或不破壞大氣臭氧層的效果，成為理想的替代品。

結束語：有機氟化工新材料的發展正處在成長期，琳瑯滿目，方興未艾。由于材料中存在著奇妙的氟，其潛在的作用仍有待人們去進一步探索、認識、開發、利用。含氟材料作為一種優異的高分子合成材料．已經引起業內人士的注意，其應用領域不斷擴大，但國內有機氟的開發研究還存在不少問題．一些關鍵技術有待進一步深入研究和開發．推廣應用還須加大力度，可以預料．有機氟材料將越來越多地使用在工業、國防、航空、航海、電訊電纜及其它領域中應用。

有機氟工業的發展始終離不開技術創新，而開展技術新的機會也始終存在我們的學習以及以后的工作中。我們既要努力去掌握堅實的理論基礎，豐富實踐經驗，又不能固步自封，要拓寬思路，活躍思維，一步一個腳印去學習，聚沙成塔，一定會創造出一片新天地。

參考文獻：

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Organic fluorine material development and application

-------Organic fluorine history and research Student: Guo Mengmeng

Tutor: Liu Yaohua Abstract: organic fluorine material has excellent resistance to high temperature, heat resistance, resistance to chemicals, insulation, resistance to stick, low friction, non-combustible and since Lubrication, such as performance, because these materials with other material has the incomparable excellent performance, make its application has also from the initial military domain expands gradually to civil and industrial areas of national economy, become an indispensable polymer Taiwan into materials.In China, the organic fluorine chemistry study began in the 1950s, when is late to meet the demand, national defense building for over 50 years the efforts of several generations, now China already can produce many containing fluorine products such as fluorine plastic, fluorine rubber, freon, containing fluorine surfactants, containing fluorine grease, containing fluorine medicine and pesticides, fluorine carbon generation blood, formed a certain scale of fluorine chemistry industrial base.This paper mainly introduced in the organic fluorine material development, research status and the application in all fields.applications

Keywords: organic fluorine chemical

organic fluorine material development achievements

第二篇：有機氟材料

有機氟材料的結構及其應用

學生姓名：任麗麗 指導老師：劉耀華

（太原師范學院化學系092班 太原山西）

摘要: 高性能、低(無)污染是當今發展的主要趨勢，氟樹脂獨特的結構特點使它具有很高的耐熱性、耐化學性和耐候性，獨特的電學性能，優良的表面性能和光學特性，從而使其成為可能同時具有這兩項要求的材料之一。本文主要闡述了有機氟材料的結構及其在各方面的應用，尤其是在涂料和皮革工業上的應用。指出今后皮革化學品將會向著多功能、高質量、環保型的方向發展。另外還對國內外有機氟材料的發展做了簡單的一些介紹。關鍵詞：氟材料 結構與性能 涂料 皮革工業 氟樹脂

前言：近年來，有機氟材料已經被應用于很多行業，例如涂料、皮革工業、保護文物的行業等等。有機氟聚合物優異的耐候性、耐腐蝕性、耐玷污性、耐化學品性、斥水斥油性、絕緣性等，被廣泛地應用于文物保護中。氟系涂覆材料，由于其優異的耐侯性、耐腐蝕性、耐熱性、耐化學品性、防污性、斥水斥油性及低摩擦性等優良特性，成為化工設備、海上平臺、大型船舶防護等極端惡劣環境中使用的最高技術涂料。本文將對有機氟材料的結構和應用進行介紹。

1．氟化學簡介及有機氟材料的結構特點

1.1氟化學概述

1.1.1引言

含氟化合物是當前增長最為迅速的精細化學品之一，廣泛應用在材料、農藥、醫藥等領域，具有廣闊的發展前途和強大的生命力。氟元素被引入分子后，分子的化學性能會產生深刻的變化。由于自然界中幾乎不存在有機氟化物，因此這完全是一門地地道道的人工合成的化學新領域，從而給有機化學家提供了無限機會。1896年氟代乙酸乙酯的合成標志著有機氟化學的開始，至今已有一個多世紀的時間。在此期間，幾次歷史性的突破極大地促進了有機氟化學的發展，如本世紀三十年代氟利昂應用于制冷工業，二戰期間曼哈頓工程的實施，五十年代高生理活性氟脲嘧啶的合成等等【l】。氟元素具有高負電性，它形成的有機氟聚合物具有卓越的耐化學性、熱穩定性，優良的介電、耐熱、耐藥品、不燃、不粘及摩擦系數小等性能，是綜合性能極佳的合成材料【2】。有機氟系列產品主要包括含氟聚合物和含氟精細化學品，如聚四氟乙烯、可熔性氟樹脂、聚偏氟乙烯、氟橡膠等，廣泛用于國防、電子、石化、機械、醫學等領域，成為化工產品的重要門類。有機氟產品作為性能優異的新材料，其發展狀況在一定程度上反映了一個國家的工業化水平，因此，世界各國紛紛采取措施鼓勵創新，大力開發有機氟新產品。

1.1.2國外氟化學及工業發展趨勢

國外有機氟材料正處于穩定提高的階段，已工業化生產的10多種氟材料中，可熔性氟樹脂和氟橡膠的比例不斷上升，聚四氟乙烯比例下降。全球含氟聚合物生產能力合計為18．34萬噸，裝置開工率約70％，聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚全氟乙丙烯、氟橡膠等四種主要產品占聚合物總量的85％。其中杜邦、SolvaySolexis、大金、AGC、阿托菲納等公司在技術、品種和產能方面均處于領先地位，產能占全球總產能的89％。近幾年國外產能進一步擴大，新技術、新產品不斷應用。杜邦公司采用超臨界聚合工藝開發了6種高性能可熔性氟樹脂，采用“APA工藝"生產改善脫模性能的氟橡膠；國外公司還開發了適用于高溫的氟橡膠制造新工藝；霍尼韋爾公司開發出新一代發泡劑HFC．245Fa以替代HCFC．141b，月產能達2萬噸；大金和AGC公司也開發了HCFC．22的替代品HFC．125，并已建立了工業裝置。

1.1.3我國氟化學及工業發展趨勢

在我國，氟化學研究是從1958年開始的，隨著國民經濟和科學技術的發展，尤其是尖端科學技術的需要，40多年來從無到有建立了一大批以氟化學為對象的專業研究部門，有了自己的氟材料工業，同時培養了許多專業人才。我國已在不同程度上掌握了氟塑料、含氟彈性體、含氟離子交換摸、含氟潤滑油脂、表面活性劑、藥物、滅火劑、絕緣與傳熱介質等各類含氟高分子和小分子有機氟化物的合成，多數已經投產，其中不少科研項目和產品已接近和達到世界先進水平。另外，只要看一看我國原子能和導彈火箭技術的水平就足以判斷我國氟化學的水平了。經過“十五”期間的發展，目前己進入黃金時期。特別是化工、制藥、汽車、電子、交通等行業的發展，對高性能氟產品的品種、數量的需求越來越大，極大地促進了中國有機氟產業的發展。

1.1.4國內外最重要的含氟氟材料

近年來，國內外最重要有機氟材料包括氟樹脂、氟橡膠、氟涂料、含氟精細化工產 品等，各種材料的性能與應用如下：

(1)氟樹脂

氟樹脂具有優異的耐高低溫性能和化學穩定性，很好的電絕緣性、非粘附性、低摩擦性、耐候性和良好潤滑性。氟樹脂品種繁多，主要品種有聚四氟乙烯(PTFE)、熱塑性氟樹脂聚全氟乙丙烯(FEP)、聚偏氟乙烯(PVDF)、可熔性聚四氟乙烯(PFA)、聚四氟乙烯．乙烯共聚物(ETFE)、聚三氟氯乙烯(PCT-FE)、聚三氟氯乙烯．乙烯共聚物(ECTFE)和聚氟乙烯(PVF)等，每個品種又衍生數個到數十個品級。而且歷年來各品種還在不斷改進，新的品級層出不窮，以滿足各種不同用途。氟樹脂應用面廣、已遍及航空宇航、原子能、石油化、機械、電子、建筑、輕紡、半導體、汽車、醫療器械、辦公用機器、家用電器、燃料電池、鏗電池等領域，用途迅速擴大。由此可見，氟樹脂已從單純的耐熱、耐腐蝕、防粘、結構性用途材料發展到功能性用途特種材料，成為技術含量高、經濟效益好、發展潛力非常大的材料。(2)氟橡膠

氟橡膠具有優異的耐高溫或耐低溫性、耐油和耐化學藥品性。氟橡膠主要品種有26類氟橡膠(含偏氟乙烯、六氟丙烯及其它含氟烯烴單體)、四氟橡膠(含四氟乙烯、丙烯等)、氟硅橡膠、氟化磷腈橡膠、氟醚橡膠和含氟熱塑性彈性體等。各品種又衍生許多品級以滿足不同用途需要。主要應用于航空、宇航、汽車、石油、化工、機械、儀器儀表等工業領域。在一些關鍵用途中已成為不可替代的材料【3】。(3)氟涂料

氟涂料具有優異的防腐、防粘、耐候等性能。耐久性好，顯著優于目前常用的各種不含氟涂料。它可選用各種氟樹脂或氟橡膠開發出相應的各種氟涂料，有分散液狀、溶液型、粉末狀和凝膠型等，品種品級繁多，主要用于防腐蝕、防粘、耐候用途，如使用于建筑外裝飾壽命可達加年以上。近些年來，又通過引入新的含氟單體或少量非含氟單體進行共聚改性，相繼開發了各種室溫固化型的氟涂料，方便施工，拓寬了應用范圍。其它還有含氟聚氨醋涂料，作為船用涂料，可解決艦船結構防腐蝕，消除或防止海洋生物在船底附著，還可用作飛機外裝、飛機油箱、汽車、文物保護涂料和高壓電絕緣子涂料。可聚合的全氟烷基表面活性劑類涂料，可用作汽車外殼保護涂層，墻壁抗涂寫污染、飛機防冰雪、游艇耐污染涂料[4]。[3]【2】1.2氟材料的結構特點

1.2．1分子結構特點

氟涂料的優異性能，從分子結構而言，一般聚烯烴分子的碳鏈呈鋸齒形，如將氫原子換成氟原子，由于氟原子電負性大，原子半徑小，c—F鍵短，鍵能高達500KJ／mol，而且由于相鄰氟原子的相互排斥，使氟原子不在同一平面內，主鏈中c—c—c鍵角由112°變為107°，沿碳鏈作螺旋分布，故碳鏈四周被一系列性質穩定的氟原子所包圍。由于是對稱分布，整個分子呈非極性；又因氟原子極化率低，碳氟化合物的介電常數和損耗因子均很小，所以其聚合物是高度絕緣的，在化學上突出的表現是高熱穩定性和化學惰性。另外，通常太陽能中對有機物起破壞作用的是可見光．紫外光部分，即波長為700～200nm之間的光子，而全氟有機化合物的共價鍵能達544KJ／mol，接近波長為220nm的光子所具有的能量。由于太陽光中能量大于220nm的光子所占比重極微，所以氟系涂料耐候性極好。全氟碳鏈中，兩個氟原子的范德華半徑之和為0．27nm，基本上將C-C-C鍵包圍填充。這種幾乎無空隙的空間屏障使任何原子或基團都不能進入而破壞C—C鍵。因此，其耐化學性極好。1.2.2化學性質特點

含氟化合物一般為長鏈碳氟化合物，碳氟鍵的鍵能較大，比較穩定，氟原子不但與碳原子結合牢固，而且在碳骨架外層排列十分緊密，有效地防止了碳原子和碳鏈的暴露，故碳氟化合物表現出卓越的化學穩定性、耐候性、耐腐蝕性、耐熱性、無污染、抗氧化性等性能，而由于含有全氟碳鏈的有機氟化合物的分子結構的特殊性，使其具有其它烴類無法比擬的防水、防油性能和極低的表面張力，在織物、皮革、紙張等多個領域獲得廣泛應用。另外，含氟化合物具有低濃度高效果的特點，使處理后的皮革可保持良好的手感及優異的透氣性、透濕性。

2.有機氟材料的主要產品

2．1含氟樹脂涂料的發展過程及主要品種

氟樹脂的歷史始于1938年，美國的Plunket博士發現四氟乙烯室溫下聚合生成白色粉末。50年代，工業上開始大量生產牌號為Teflon的聚四氟乙烯。氟樹脂在涂料上的應用研究也由此開始。但四氟乙烯的熔點高達300℃，且不溶于溶劑，一般只能采用火焰噴涂技術使其成膜，施工條件苛刻，成本高。所以，僅有水分散型氟樹脂涂料獲得有限的應用。20世紀60年代，成功開發出了可分散于有機溶劑的聚偏氟乙烯(PVDF)型樹脂涂料，這種涂料由于可在240℃烘烤固化，并具有傳統涂料無法比擬的優越的耐候性，故開始廣泛應用于高層建筑等要求苛刻的物件的涂覆。目前，這種涂料已占據高溫型氟樹脂涂料的主導地位。日本于1982年成功地開發可溶性氟樹脂涂料一氟乙烯／乙烯基醚的共聚物，其可廣泛用作常溫固化和熱固化型、溶劑型和水溶型涂料。由于其烘烤溫度降低到140～170℃，故中溫烘烤型在氟涂料中所占份額上升到1／2。2.1.1 聚四氟乙烯(PTFE)由于PTFE主鏈的高度剛性及結晶性，而且不帶任何功能基團，這使其加工性、溶解性和相容性都很差，所以PTFE在涂料領域的應用通常被限制在防粘和織物防水上，PTFE薄膜層壓織物是第一個使雨衣達到既防水又透濕的產品。PrFE也可用作船舶殼體的防污涂料，雖然其涂層的表面能很低，但出乎意料的是涂層會被海洋生物大量粘附，這是由于涂層不致密，存在大量孔洞的緣故。為了提高其主鏈的柔韌性，降低結晶度，可在聚合物中引入丙烯及縮水甘油乙烯基醚進行改性。其化學結構如下：

其中四氟乙烯與丙烯鏈節交替排列，主鏈上無規則地分布著一些縮水甘油乙烯基醚鏈段。分子中丙烯鏈段賦予柔韌性，而縮水甘油乙烯基醚鏈段則提供固化點。這類聚合物可溶于有機溶劑中。Vecellio對四氟乙烯與全氟烷氧基乙烯基醚的共聚改性產物的優異性能作了較為詳細的介紹【5】。John等用TFE與PMVE(全氟甲基乙烯基醚)進行輻射共聚改性，得到了一種新的含氟聚合物。而Lunkwitz等用電子束對PTFE進行處理，使其表層區域水解產生羧基，改善

【7】了表面的親水性及與其它材料的相容性。Combellas等對PTFE進行了溶劑化電子改性，大大提高了 FE的粘著力。為了提高氟材料的表面能，從而增大其表面的可潤濕性及粘著性，Coupe等采用一種在四氟乙烯和六氟丙烯共聚物上進行聚乙烯醇吸附處理的新方法，取得了較好的效果 【8】[6]。

2.1.2聚偏二氟乙烯系樹脂(PVDF)2.1.2．1常規PVDF樹脂

1961年，PVDF首先在建筑領域被商品化。迄今，PVDF樹脂的優良性能已被三、四十年的室外應用所證明【9-12】。20世紀80年代末，氟樹脂涂料開始進入中國民用行業。以PVDF為原料的高溫烘烤型氟涂料，因其無與倫比的耐候性而被廣泛應用于建筑用金屬材料表面。其熔點160℃，是一種高分子量、半結晶性的氟聚合物。PVDF涂料通常由乳液聚合而得，粒子大小為200—300nm。應用時，通常將其與高極性的酮或酯等溶劑混合，形成分散液或有機溶膠。但其中的聚合物通常只是軟化溶脹，而并不溶解。將之涂布在物件上后，在爐中于230～240℃下燒結，使PVDF乳膠粒相互滲透結合，形成均一的涂層。其優良性能主要表現為：(1)極佳的耐化學品性和耐滲透性；

(2)優良的熱穩定性，連續暴露在150℃下，兩年內不分解；(3)很好的耐候性和耐久性；

(4)很高的抗張強度和耐沖擊強度，并同時具備優良的耐磨性、剛度及韌性。

PVDF涂料由于其優異的性能，在建筑鋁材及金屬卷材方面獲得廣泛的應用，如可被用作裝飾性和保護性的罩面漆。

2.1.2．2功能化PVDF共聚物

常規PVDF的主要缺點是光澤度低(6Oo光澤度為30)，僅為丙烯酸樹脂涂層的1／2。另外，不能常溫固化，在大多數溶劑中的溶解性及顏料潤濕性差，涂料組成中有機溶劑的含量高，并有形成針服的傾向。通過VDF與其它功能性單體共聚，可實現減少結晶度并提高溶解性。Altochem、Ausimont等大公司開發了PVDF三元共聚物，如Kynar ADS、Fluorobase T等。這兩個牌號的共聚物一般是偏二氟乙烯、四氟乙烯及六氟丙烯以不同配比，在一定條件下聚合而成的，通式常可表示為：

這類涂料涂層有彈性且具有好的熱穩定性和耐化學品性等優良特性。Silagyn研究了Kynar牌號PVDF涂層的優良耐侯性和耐化學品性，提出運用多層膜技術可將之涂布于常規塑料基材表面，以提高其使用價值和商業價值。而Pianca等概述了用IR及NMR確定含氟聚烯烴端基的方法【14】。

Ahochem公司新推出的功能化PVDF共聚物，是對Kynar做進一步改性的產物。它以VDF

【13】為主單體，與三氟氯乙烯、四氟乙烯或六氟丙烯及其它含功能基團的單體，如Ⅳ、羥甲基丙烯酰胺等在一定壓力下，經溶液聚合而成。此種共聚物在常規有機溶劑，如在大多數的酮或酯類極性溶劑中都表現出良好的溶解性，在烴類非極性溶劑中也能部分溶解。施銘德等人【15】將偏二氟乙烯、四氟乙烯、六氟丙烯共聚物按合適的比例溶于酮與酯的混合溶劑中，然后與環氧樹脂、固化劑及聚酯混合形成四組分混合體系，發現環氧、聚酯、固化劑交聯成網絡，而氟聚合物大分子纏結于網絡中，形成半互穿聚合物網絡結構。改性后的氟樹脂具有良好的附著力和耐溶劑性。此外，還可用丙烯酸酯與PVDF樹脂混合來改善涂料的粘附性和對顏料的親和性。但由于二者僅以物理方式混合，改性效果并不理想，目前在PVDF涂料中占據重

【16】要地位的HylarT5000及KvnarTM500都屬于這類產品。最近Iezzi提出了一種以丙烯酸酯類化合物改性PVDF的新途徑。該法采用兩步種子乳液聚合法，合成含不同PYDF、丙烯酸酯比例的、高固分的核一殼結構乳液(AMF)，使PVDF與丙烯酸酯結構單元在微觀水平上緊密結合，從而大大提高了性能。這種乳液為低有機溶劑揮發量的水性涂料，既可在室溫固化成膜，也可用于卷涂和噴涂烘烤固化成膜。與傳統的溶劑型PVDF涂料相比，它在固化條件、光澤度、硬度、附著力等各方面都有很大提高。如果PVDF為基礎的AMF聚合物中共聚進六氟丙烯或四氟乙烯等另外一些含氟單體，預計性能還會有進一步的提高。2.1.3氟烯烴、乙烯基醚共聚樹脂(FEVE)

1982年，日本旭硝子公司首先推出了名為 Lumiflon的 FEVE樹脂，解決了氟樹脂在常規溶劑中難以溶解的難題，實現了常溫固化。FEVE樹脂一般是由三氟氯乙烯與不同的乙烯基醚共聚而成的。氟烯烴與乙烯基醚嚴格交替排列的結構，使化學性能穩定的氟烯烴單元形成空間屏障，保護了乙烯基醚中叔碳原子上的氫和醚鍵免受酸、堿的化學作用。另外，氟烯烴單元還提供了必需的硬度及耐候性、耐久性等。側鏈烷基的引入提供了撓曲性能，增大了分子鏈的柔韌性；側鏈上環烷基的引入，大大降低了樹脂的結晶性。實際上，此類樹脂一般都是無定形的，在室溫下可溶于大多數溶劑，透明性好；側鏈羧基的存在則提高了樹脂對顏料的潤濕性，可增加其對固化劑、有機顏料的相容性；而羥烷基的引入則給樹脂帶來了固化點，使樹脂可在常溫下與異氰酸酯、在高溫下與三聚氰胺樹脂固化交聯，從而使樹脂具有在廣闊溫度范圍內固化的性能 【17 18】。一般用三聚氰胺固化可得到硬性膜，固化過程安全且相容性好；用單體異氰酸酯固化通常得到柔性膜，可室溫固化、同化較快；而用嵌段的異氰酸酯固化，可得到光澤度高，加工性好和抗酸雨的涂膜。另外發現，用異氰酸酯固化的FEVE

【19】涂膜比用蜜胺固化耐候性更好。此外，含氟樹脂的交聯也可在輻射的條件下完成。氟烯烴與乙烯基酯通常形成無規共聚物，非嚴格交替共聚，氟烯烴結構單元不能有效保護乙烯基酯鏈段，因而其耐候性、耐化學品性等性能較差。FEVE樹脂可室溫固化的獨特優點，使之可用于大型建筑物已有涂層的修復，而且FEV E樹脂配制的常溫固化清漆在鋼材、鋁材、玻璃及聚乙烯、聚碳酸酯等塑料表面均有良好的附著性，涂層耐二甲苯擦拭性達200次。與異氰酸酯交聯形成的涂層鉛筆硬度可達3 H。日本東燃公司開發了一種商品含FEVE新涂料，其中FEVE樹脂與si0系無機高分子、特殊丙烯酸樹脂及固化劑復合交聯形成三維結構，涂膜硬度可高達5 H，并具有優良的耐溶劑性和耐化學品性。FEVE脂還可與多數商品固化劑相容。這些特性決定FEVE樹脂是用于高性能涂料的理想樹脂。目前，我國氟涂料的應用研究也主要集中在可常溫固化的問題上。已研制成功并投產的國內公司有大連明辰涂料公司及陜西加力涂料公司，主要是以三氟氯乙烯為基礎的共聚涂料，價格為國際產品的一半，約1 0～1 2萬元/噸。

FEVE的分子量是決定涂料應用形式的重要因素。FEVE聚合物的分子量通常較高，均分子量約2．2×10，這是固化時得到輪廓分明的網絡必需的。因此，為得到所需的涂布粘度，就要用大量的溶劑稀釋(溶劑量可占到總體系的70％)。這無論是從降低涂料有機揮發量、節省資源，還是從降低成本而言都是不利的。在FEVE樹脂中引入二官能團單體，如1，2-二羥基

【20 21】烯丙基醚，可增加交聯點，能在一定程度上降低分子量，減少有機溶劑的用量，但仍達不到環保要求。這是FEVE樹脂類涂料的一個缺點。2.1.4端羥基全氟聚醚樹脂(PFPE)

下面是一種可配制成具有自清潔功能涂料的PFPE樹脂結構【22】

式中：m：n=0．6～1．2這類氟樹脂的合成方法在有關文獻中已作了詳細的說明。其分子鏈中一CF2一及一CF2CF2一鏈段隨機分布。醚鍵使主鏈具有柔韌性，而每個醚鍵又被兩個CF2所包圍，因此具有很高的化學穩定性。這種新樹脂光澤度高，是PVDF樹脂的兩倍；在嚴酷的條件下也可保持很好的色澤；硬度和粘接性都較好；并且高濃度的全氟聚醚結構改善了涂料的可清潔性及表面潤滑性等性能。另外，由于PFPE預聚物的分子量較低，僅為2000～3000，甚至可低至900～1200，因而在室溫下是液體，既可做功能性組分又可做載體。所以能配制成固含量很高的涂料，甚至可制成100％固體分，符合當今環保型涂料的要求。Ausimont公司新近開發了另一類全氟聚醚涂料，其典型結構如下：

【23 24】

此種聚合物所配成的涂料可室溫固化，固含量高、光澤好，涂膜有優異的機械性能。為進一步了解PFPE類涂料的優良表面特性，用x射線光電子光譜法(XPS)檢測涂膜1～5nm厚的外表 面【25】層引。測試結果表明，涂膜外表面層中氟濃度高于膜內部氟濃度。這一事實說明PEFE有一定的遷移性，這樣也能給PEFE涂料何以具有抗垢積性一個合理的解釋。與現階段的其他氟樹脂涂料相比，PEFE型涂料的最大優點是具有自清沾功能，粘附的灰塵能被雨水沖刷掉，并可配制成符合環保要求的高固分涂料。因此，它代表了目前氟涂料的最高水平。2.2有機氟材料在皮革工業上的主要產品

2.1.1全氟烯烴、全氟烷基醇的(甲基)丙烯酸酯類、全氟含叔胺基和芳環的(甲基)丙烯酸酯類這類單體最早在皮革工業獲得廣泛應用，有：

【27】2.1.2 全氟烷基磺酰胺衍生物的(甲基)丙烯酸酯類這類單體在皮革工業中應用比較廣泛，早在20世紀60年代就有相關的報道。它一般具有下面的通式：

2.1.3含氟聚醚丙烯酸酯由于全氟丙烯酸酯類皮革化學品分子中的氟烷基與聚合物主鏈之間形成酯鍵，故一般對酸、堿不穩定，且耐久性差。隨著皮革工業的發展，更多、更有效的含氟單體被開發出來，如含有長鏈的醚鍵的丙烯酸酯單體，其與乙烯基類單體共聚而成的聚合物，對皮革具有優良的附著力，使成革耐堿性、抗水、抗油性突出。其基本結構如下：

Bernard【28】報道了嗎啉環取代的含氟丙烯酸酯的制備及其共聚物的合成方法。單體結構中由于雜環嗎啉的存在，增加了其在乳化劑中的乳化。

2．1.4嗎啉環取代的含氟丙烯酸酯效果，其共聚物可使皮革、織物等具有優良抗水、抗油性能。其基本結構式為：

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methacrylates[J]．Journal of Fluo．rine Chemistry，1995，74：233—24 Abstract High performance and low(no)pollution is the development of the main trend, fluorine resin unique structure characteristics make it has very high heat resistance, chemical resistance and the weathering resistance, unique electrical performance, excellent surface properties and optical properties, making it may also have these two requirements of the one of the material.This article mainly expounds the organic fluorine material structure and in all aspects of application, especially in coatings and leather industry application.Points out that future leather chemicals will toward multi-function, high quality, environmental protection the direction of development.In addition to the domestic and international organic fluorine material development to a simple introduction of some.

第三篇：有機磨具的應用

有機磨具的應用

樹脂磨具主要用于鋼鐵、汽車、軸承、鐵道、車輛、造船、化工、儀表、航空航天、建材及其它機械加工工業。可用于加工各種非金屬材料和金屬材料。如：木材、橡膠、塑料、玻璃、陶瓷、石材、銅、鋁、鑄鐵、鋼材等，以及硬質合金、高速鋼、高釩鋼、鈦鋼、不銹鋼等。此外，在糧食加工，醫學及地質勘探等領域都得以應用。

根據加工目的和用量不同，可以進行荒磨、粗磨、半精磨、精磨、細磨和高精度低粗糙度磨削。同時，可根據加工對象的不同，進行外圓磨削、內圓磨削、平面磨削、工具磨削、專用磨削、電焊磨削、珩磨、超精加工、研磨及拋光等。

1、粗磨加工應用

粗磨是指以高效切削大量多余材料為主要特征的磨削方法。荒磨則是許多種粗磨加工廣泛使用的俗稱。

粗磨加工應用領域：

（1）用樹脂荒磨砂輪和高速重負荷樹脂砂輪，粗磨退火或不退火優質合金鋼或不銹鋼坯的精整加工。用于表面外觀缺陷（焊縫、裂紋、氧化層等）的磨削加工。

（2）用樹脂荒磨砂輪對鑄件的澆口、冒口和坯縫進行磨削加工和一般性精整加工。

（3）用樹脂荒磨砂輪對模鍛、鍛件的大毛刺或澆口整修后留下來的飛邊，進行徹底的磨除。

（4）在焊接操作時，殘留在焊件表面上的焊縫要采用荒磨平整焊縫和倒圓磨削。

（5）對大型板材氣割成圓形或其它復雜形狀時，氣割所產生的熔渣，要采用便攜式荒磨機磨除。如：大型熱軋建筑型鋼和管切的粗切加工等。

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2、手持磨削加工應用

手持磨削是磨削方法的綜合概括。它們的共同特征是：無論是工件還是磨削機械的支承使工件與磨具相接觸，制導和移動等均直接依靠手工進行。

手持磨削又分為固定式手持磨削和移動式手持磨削。將磨削機械固定，手持加工工件進行磨削的方式，稱為固定式手持磨削。加工時采用的手持砂輪機進行可移動的磨削方式，稱為移動式手持磨削。

手持磨削主要應用領域：

（1）用手提式樹脂荒磨砂輪，加工龐大而笨重難以在磨床上安裝的工件。如：大型鑄件的粗磨。

（2）用高速鈸形砂輪或鋼紙磨片，加工已裝配有其它‘零件的工件。如：重型建筑構件和船舶構件。

（3）對小型調整時需要進行的磨削加工。如：在常見大型部件的有限部位上校正裝配件。

（4）用高速鈸形砂輪等，對工件最終成形或對工件與鄰接部位接合處的倒圓，對已經裝配或已經焊接的工件進行磨削。如：對汽車車體的加工。

（5）用于形狀不規則表面上的雕塑加工。如：模具的加工。

（6）工件光整加工。即要求對工件進行倒圓或光整磨削，使其表面美觀，性能滿意，而對形狀和尺寸無嚴格要求。如：用可彎曲鈸形砂輪加工不銹鋼制品，用PVA砂輪加工石材等。

（7）在工件表面的有限面積上做少量磨削，以便形成一種特殊的形狀，例如：各種刀具的銳磨等。

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3、切割加工應用

樹脂薄片砂輪主要用于冶金工業的鋼棒、鋼管、扁鋼、角鐵、槽鋼、鋼軌、鋼板等金屬材料的切割加工；半導體工業的硅、鍺、藍寶石、鐵素體、石墨、陶瓷、石英等金屬和非金屬材料的精密超薄切片加工；似及建筑材料工業、化學工業、航空航天工業、機械工業、汽車工業、船舶工業的金屬材料和非金屬材料的切割加工。

在金屬材料切割加工中，采用樹脂薄片砂輪切割，具有以下優點：

（1）切割速度快。在切割金屬材料時，切割砂輪的切割速度是其它切削方法（如鋸、車切）的10倍。

（2）切割尺寸精度高。采用砂輪切割，其切口寬度和切割面的平整度，一般來說比金工鋸切要好。

（3）切割表面平滑。砂輪切割后其表面經常不須進行精加工，而鋸切后的切斷面很明顯。

（4）可用于硬質材料的切割加工。如淬硬鋼和金屬碳化物以及硬脆非金屬材料的切割加工。

（5）磨具使用過程中，自銳性好，不需要修整。

（6）成本低。使用砂輪切割所需成本明顯低于其它切割方法。

（7）其它方面的應用。如窄槽切口，或者淬硬鋼或超硬非金屬加工件的切縫等。

樹脂磨具切割加工所具有的這些特性，使其在許多金屬加工業和非金屬加工業，以及在工業生產的其它領域得到廣泛應用。

4、常規磨削加工應用

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（1）用樹脂砂輪在外圓磨床或萬能磨床上對軸類、套筒以及其他類型零件的圓柱面、圓錐面和肩端面進行磨削加工。

（2）用樹脂砂輪外圓周面或砂輪的端面，如螺栓緊固砂輪、大氣孔砂輪、開槽砂輪、多孔砂輪和多孔帶溝槽砂輪，以及多用杯形砂輪、筒形砂輪的端面等，對機械零件的各種平直為滿足平直度、表面粗糙度和平面之間相互位置精度等要求而進行平面磨削加工。

（3）用樹脂砂輪的外圓面或樹脂磨頭，在內圓磨床、萬能磨床或專用磨床上，對表面質量要求較高的通孔、盲孔、臺階孔、錐孔和軸承內溝道等部件進行內圓磨削加工。

（4）用樹脂砂輪、樹脂和橡膠導輪，在無心磨床上，采用柔性定位的方式，使用砂輪的外圓周面，對旋轉對稱的內圓或外圓表面進行無心磨削加工。

（5）用專用樹脂砂輪磨螺紋砂輪。在螺紋磨床上，對高精度及表面粗糙度的傳動螺紋，測量機件的螺紋，工量具螺紋和淬硬處理的螺紋部分進行螺紋加工。如螺紋、蝸桿、絲錐、滾刀、量規等帶錐螺紋、多頭螺紋、平行螺紋等磨削加工。

（6）用環氧樹脂珩磨輪以及雙錐面、蝶型、雙蝶型、蝸桿式砂輪等，在齒輪磨床上，對經淬硬處理的齒輪進行齒輪磨削加工。

（7）用樹脂強力磨砂輪，在工具磨削上，對具有較高的硬度熱硬性，耐磨性與足夠的強度和韌性的切削工具材料，如碳素工具鋼、合金工具鋼、高速鋼、硬質合金等，進行工具磨削加工，以達到理想的精度，表面粗糙度和正確的幾何形狀，使切削刃具具有較高的鋒利性和耐用度。

5、其它專用磨削加工中的應用

（1）用樹脂磨鋼軌砂輪，在專用鋼軌修磨列車上，對鋼軌進行修磨加工。

中國機床工具工業協會磨料磨具分會主辦——中國磨料磨具網（http://www.tmdps.cn）

（2）用導電樹脂砂輪，在電解磨床上，對一些高硬度的零件，如各種硬質合金刀具、量具、擠壓拉絲模具、軋輥等，以及普通磨削很難加工的小孔、深孔、薄壁筒、細長桿零件和復雜型面的零件，進行電解磨削加工。其中電解作用占加工量的95％。磨料的機械加工作用僅占5％。因此，電解磨削比普通磨削加工效率高。

（3）用PVA（聚乙烯醇）拋光輪，PU（聚氨酯）拋光輪、無紡布拋光輪等，在拋光機上，對石材、玻璃、不銹鋼等進行拋光加工。

（4）磨錄音機磁頭、鐘表、儀器行業所用的精磨拋光砂輪。如FBB（耐水聚乙烯醇）砂輪等。

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第四篇：淺談磨削發展與應用

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摘要：高速及強力磨削是在現代機械制造中發展起來的一項先進加工工藝。在保證零件加工質量的前提下，提高了生產率，降低了生產成本，是國內外現代機械加工工藝的主要發展方面方向之一。

關鍵詞:高速磨削；強力磨削；磨削效率

高效率是國內外機械加工的主要發展方向之一。提高效率的重要方法，是提高切削，磨削速度及增大進給量。目前高速磨削已廣泛應用于生產，普遍認為50~80m/s的高速磨削是經濟可行的。最高磨削速度已達到120m/s，試驗室的速度已達到210~250m/s。現在有的工件的實際磨削速度可以提高到300m/s。目前正朝著高速度磨削、強力磨削，高速強力磨削力一向發展。

1高速磨削

高速磨削是指砂輪線速度在45米/秒以上的磨削力一法。高速磨削是提高磨削效率的重要途經之一。

1.1 高速磨削的特點

它與普通磨削相比，可以提高生效率1~3倍;由于磨削速度的提高，工件表面在磨粒犁耕后所形成的隆起高度減小，因而使磨削的表面粗糙度減小;砂輪的壽命提高1倍左右;磨削力下降40%左右，加工的精度相應也提高。

1.2 高速磨削必須采取的措施

使用高速砂輪;使用高速磨床;采用自動上料、自動檢測裝置以減小輔助時間。

1.3 高速磨削的發展與應用

近年來，國內外高速磨床品種已有外圓磨床、曲軸磨床、凸輪磨床，軸承磨床、平面磨床，內圓磨床等。工業發達的國家在推廣采用45~60m/s的高速磨削，80~150m/s的高速磨削已在一些國家開始應用。我國已生產磨削速度為50~80m/s的外圓磨床、凹輪磨床和軸承磨床等。

目前國外高速磨削采用較多的是軸承行業磨削軸承環內外溝，在發動機行業高速磨削也得到廣泛應用，如，美國AIM公司磨削V8發動機曲軸連桿頸用高速磨削，英國的Newall公司高速磨削鍛鋼4拐汽車曲軸。不少國家磨削曲軸還采用多砂輪高速磨削(用三、四個，甚至七、八個砂輪同時磨)，大大提高了磨削效率。

高速磨削對于多數牌號的鋼材是適用的，但對磨削時易產生裂紋的材料，如欽合金，耐熱合金則不適用。對于某些材料，如，不銹鋼，當砂輪線速度高于45m/s時，磨削效率反而下降。

由于高速磨削對機床、砂輪、冷卻和安全技術力一面都有特殊要求，這將增加機床成本。因此，目前高速磨削還只是在少數工件上使用。

2強力磨削

強力磨削是指大進給量或大磨削深度，以提高金屬去除率的力一法。

2.1主要特點

它可以代替一部分車削、銑削和刨削等;強力磨削應用適當時，可以直接從毛坯磨成成品，粗精加工一次完成;加工效率可提高4~5倍;可以減少加工設備，節省由于不同加工工序所需要的裝卸調整等輔助時間;它不受工件表面條件(如銹、硬點、斷續表面等)以及材料硬度，韌性的限制;加工精度和表面粗糙度小。

2.2 強力磨削的應用

目前國內外強力磨削已應用到平面磨、外圓磨等磨床上。強力磨削采用較多的是主軸圓臺平面磨床。切入式外用圓磨床及端面外圓磨床。磨床功率73.5~110.3kW；主軸平面磨床最大功率為220.5kW，可能出現730kW的機床，生產率達到500~600cm /min,每小進金屬切除率（270~320）kg，一次切深最大可達37mm。

強力磨削在兵器工業中也得到了廣泛的應用。美國的M60A1中型坦克車體兩側安裝12個扭力軸的傾斜基面是與車體底部澆濤在一起的，用一般切削力一法難以加工，采用強力磨削解決了加工困難，是用兩合Merairg強力磨床同時在兩側加工，去除余量為6.35mm，每臺磨床功率為110.25kW，采用直徑為762mm，厚度為203mm的多級砂輪。

美國華特弗里特兵工廠加工105mm坦克加農炮的炮門握柄采用強力磨削，毛坯是4340炮鋼(即40GNiMoA)，硬度HKC42，以前采用普通車削、切檀和磨削加工，需要分五次加工，時間為75min，現在用強力磨削一次加工完成，時間只需7~l0min；175mm野戰炮的緊塞軸用力磨削加工，毛坯為4340鋼鍛體，一般加工力一法需車直徑、車檀和倒角，時間為3小時巧分鐘，改用強力磨削只需40min，磨削時所采用的砂輪線速度為38m/s.3高速強力磨削

這是具有上述兩種磨削特點的方法

3.1高速強力磨削的應用

可用于磨削外圓及平面，主要是用切入式磨削法磨削圓柱形零件外圓型面、溝槽、多直徑臺階。可將一般車削及磨削工序合并為一道工序。工件的余量一般在1.3~2.5mm，表面粗糙度Ra為超過6.3微分，精度不超過±0.076mm。目前高速強力磨削已在生產中得到一些應用。例如:磨削汽車齒輪軸、轉向節、萬向節及耐熱合金透平葉片根部榫齒輪等。

上述高速磨削及強力磨削多在精密鑄造，鍛件的大批量生產或中小批類似零件生產和自動化程度較高的機床上推廣使用。

3.2高速強力磨削的不是及其解決的措施

由于磨削速提高，功能增大，出現了振動加劇，熱量增加等問題，常可采用下列措施來解決。

砂輪力一面主要是提高強度。①采用細粒度磨料;②采用結合性能強的結合劑，如，加硼陶瓷結合劑，硼玻璃結合劑等;③采用中心孔局部增強砂輪或改變砂輪結構，如，無中心孔砂輪和砂瓦組合砂輪。立力一氮化硼砂輪已有應用。砂輪修整多采用金剛石滾輪。

機床力一面主要是加強剛性。采用靜壓軸承、靜壓導軌、改進主軸和床身剛性，采用砂輪平衡和自動平衡裝置。

冷卻力一面。為了粉碎氣流采用特殊冷卻噴咀，使氣流產生偏析;采用高壓冷卻，增加冷卻液流量和容量。研究新成份油劑冷卻或在水劑中加入添加劑以提高冷卻效果。

3.3 安全防護力一面普遍是加厚砂輪罩殼厚度，采用半封閉或全封閉罩殼，罩殼內填充塑料，橡膠襯墊，采用自動關閉砂輪罩殼等。結束語

總之，高速及強力磨削作為一項新興的加工工藝，其發展歷史還很短暫，涉及到的相關技術還較多，存在的難題也較多。但相信在廣大科技人員的不斷探討、研究之下，高速及強力磨削高效率的新興。

第五篇：千島湖有機(生態)漁業發展與思路

千島湖有機（生態）漁業發展與思路

邵建強 何光喜 桑傳其 任麗萍

一、千島湖漁業資源、管理和經營主體情況介紹

1、千島湖漁業資源介紹

千島湖水域面積在黃海標高108米高程時為573㎞2，平均水深30.44米，蓄水量178億立方米，透明度5—10米，PH值7.5—8.0，湖水清澈透明，屬國家Ⅰ類地表水，可直接飲用。湖周四面環山，島上林木蔥郁，森林覆蓋率95%。湖區浮游生物、周叢生物豐富，適宜濾食性、刮食性、草食性等魚類養殖。

湖中盛產87種魚類，隸屬15個科。其中以鯉科最多，為56種，占總數66.67%。主要經濟魚類為鰱、鳙、銀魚、鲴、翹嘴紅鲌、蒙古紅鲌、鳡、鱖、青、草等品種。其中人工投放增殖魚類有鰱、鳙、青、草魚，產量占60% ；引種增殖魚類有太湖新銀魚；其他魚屬自然增殖魚類，以鯉、鲴、鮊、鳡、鳊、鯽居多，產量占30%。

2、千島湖漁業資源管理部門介紹

千島湖大水面的漁業資源保護工作主要由隸屬于淳安縣農業局的淳安縣漁政站來實施。下轄東南湖區中心站、東北湖區中心站、西南湖區中心站、西北湖區中心站、中心湖區漁政分站和新安江漁政分站，負責日常漁政巡邏執法工作。淳安縣水上警察大隊負責千島湖水上治安工作，對千島湖漁業的違法、犯罪行為進行嚴厲打擊，尤其是對漁業資源破壞嚴重的盜捕鰱鳙魚、暴力抗法、炸魚、毒魚行為給予追究刑事責任。

3、千島湖漁業生產經營單位介紹

新安江開發總公司成立于1962年，其前身為新安江經濟開發建設公司、南京軍區浙江生產建設兵團直屬十三團。1965年浙江省委下發了（65）169號文件，規定：整個新安江水庫區域的農、林、牧、副、漁業生產，由新安江經濟開發建設公司統一規劃、統一管理。杭州市政府[1995]138號和淳安縣政府[1999]9號文件中也作了明確規定：千島湖水面養殖經營權屬開發總公司。公司是千島湖生態漁業的經營主體。淳政發[2000]171號文件中又明確了新安江水庫水域養捕經營權劃給杭州千島湖發展有限公司使用。

目前杭州千島湖發展有限公司漁業下屬單位有：養殖場，負責投放千島湖大庫的苗種培育工作；捕撈一隊，負責大水面的有機魚捕撈和休閑漁業實施工作；捕撈二隊，負責千島湖水域的野雜魚收購和對外技術輸出工作；水產冷凍食品有限公司，負責水產品的加工、銷售工作；生態農產品配送中心，負責以有機魚為主的生態農產品的收購、銷售工作；千島湖魚味館，致力于魚宴、魚肴的開發、經營和研究工作；淳安縣水產科學研究所，主要進行千島湖水質分析和科研項目 的研究工作。公司自1962年開始千島湖漁業資源的開發利用，40多年來，公司取得了長足的發展，已建立起“研、養、管、捕、加、銷、烹、旅”一條完整的有機漁業產業鏈。公司每年投放鰱鳙老口魚種50萬公斤以上，1000多萬尾，捕撈有機水產品2000噸以上，加工有機水產品1000噸以上。公司探索出了具有千島湖特色的三級放養模式，總結出的“攔、趕、刺、張”聯合漁具漁法獲得了1978年全國科學大會科技成果合作獎，千島湖已成為浙江省四大淡水魚生產基地之一。公司生產的“淳”牌千島湖鰱、鳙、銀等10個品種魚類2000年10月首家通過國家環境保護總局有機食品發展中心（OFDC）的有機食品認證，開創了我國有機水產生產的先河。

二、出臺政策，實行常年禁漁，規范養殖秩序，加大管理力度，使漁業資源得到很好的恢復

九十年代中期，千島湖漁業資源受到過度捕撈，加上上游安徽水系輸入湖內的N、P促進了浮游生物生長，使湖區原有水生生物鏈失去平衡。98、99連續二年發生季節性、局部水域因浮游生物（主要是魚腥藻）數量劇增而形成水華，影響水質，給千島湖旅游業造成不利影響。

為保護千島湖水資源和恢復、增強漁業資源，縣四套班子經過反復調查，多次科學論證并借鑒云南滇池、武漢東湖及江蘇太湖水污染教訓和治理經驗，果斷頒布淳政[1999]9號文件，即《淳安縣漁業資源保護和管理辦法》。《管理辦法》的重要內容是將中心湖區及威坪港21.75萬畝水域（約占全湖宜漁水面的三分之一）劃為常年禁漁區，實行三年封庫，并規定上江埠以上水域每年4月15日至7月15日三個月為休漁期，保護產卵群體。取締對千島湖漁業資源破壞嚴重的燈光、沉網誘捕漁具漁法和鱖魚網箱養殖。漁政執法部門加大違規處罰力度，強化漁政、公安等部門的執法管理水平。同時，縣委、縣政府還出臺了相關政策，規范千島湖網箱養殖區域，劃定了養殖品種與養殖區域。對從事湖內養殖、增殖、捕撈、經營等漁業生產及相關活動的單位和個人制定了相應的規定。

在全縣上下共同努力下，漁業資源恢復工作通過公司加大鰱鳙魚種的投放量，加大捕鳡除害力度和加強漁政管護措施，鰱鳙魚產量大幅度上升。水治理工作通過綜合治污措施和加大投放鰱鳙魚，利用鰱鳙魚濾食浮游生物的生物治理，降低水體生物含量，透明度大大提高，水質明顯優化。為了鞏固封庫禁漁成果，縣政府在淳政[1999]9號文件的基礎上又進行修改、完善，出臺了淳政[2002]78號文件：規定千島湖中心湖區和威坪港實行常年封庫禁漁，開發總公司在確保合理養殖密度的基礎上，實行捕大留小。管理部門也加大了執法管理力量，在常年封庫區的宅上、小金山、界首設點管理，強化漁業資源保護。縣漁政每年查處漁政案件上千件，有效地強化了日常執法活動，依法行政，文明辦案，亮證執法。開展護漁聯防行動，與公檢法、工商、鄉鎮等部門一起開展綜合整治工作，嚴厲打擊偷捕、非法販運鰱鳙魚的違法、犯罪行為。對重大偷捕鰱鳙魚案件和炸魚案 件等嚴重破壞漁業資源行為予以追究刑事責任。

目前，千島湖漁業發展的外部環境得到進一步優化，“養魚治水”已成為全社會的共識，千島湖有機魚不僅是經濟魚，更是生態魚，環保魚，是保護千島湖一湖秀水的功臣，探索出獨具特色的生態水域環境保護模式。

三、加大投入，開展研究千島湖魚與水的關系，為確保千島湖漁業資源的永續發展提供科學依據

為了加強千島湖漁業資源保護，永葆一湖秀水，在中心湖區及城中湖設臵了13道長8500余米的攔魚攔網，同時加大鰱鳙魚種的投放量，每年投放千島湖鰱鳙魚種（含大規格冬花魚種）50萬公斤以上，1000多萬尾，以保證漁業資源蘊藏量維持在合理的范圍內，確保千島湖漁業可持續發展。

2000年公司下文恢復啟動水產研究所職能，開展大庫生態漁業方向性研究，實施《千島湖魚類資源與水域環境調查》課題，在各高校和研究機構幫助下，撰寫出《鰱鳙魚在水質“凈化”中的作用》、《N、P、浮游生物與魚產潛力之間的關系》、《現存鰱鳙魚蘊藏量的估算》、《生態漁業的放養與捕撈》等材料，為政府決策大庫漁業養、捕、管提供可操作依據。千島湖有機魚產業化項目已列入國家級星火計劃，千島湖被列入杭州市農業科技示范園區。公司還與中國水產科學研究院、上海水產大學、浙江大學、浙江海洋學院、浙江省農科院、中國工商大學等科研院校建立合作關系，有力地推進千島湖漁業生產、管理與資源保護的相關項目的研究進程。

四、實施以“公司＋農戶”的產業化模式，集中優勢，充分發揮龍頭企業作用，帶動庫區農民致富，實現水庫生態漁業可持續發展。

公司依托千島湖有機魚的品牌優勢和銷售網絡體系優勢，大力發展有機魚產業化項目，把我縣建設成為有機魚生產大縣，打響千島湖有機魚品牌，提高千島湖漁業產值；同時以“公司＋農戶”的產業化模式，帶動農戶發展有機魚養殖業和生態農產品，走上致富之路，增加財政收入。

1、公司以千島湖80萬畝養殖水面為依托，以“公司＋農戶”的模式，帶動農戶生產二齡老口魚種，即公司提供產前冬花魚種，農戶負責養殖和管理，養成的二齡魚種由公司按合同價收購后投放大庫。由此帶動庫區500多戶農民發展有機鰱鳙魚種養殖業，解決沿庫農民的剩余勞動力出路，增加農民收入。

2、公司大力發展有機綠色羅非魚產業化項目：通過“公司+農戶”的形式，由農戶負責養殖羅非魚，公司提供產前、產中服務，并按訂單負責回收羅非魚。公司建立專門組織，明確責任，負責做好有機綠色羅非魚養殖生產產前、產中技術服務。制定相關的養殖技術和操作規程，統一苗種、飼料供應，統一技術服務，統一收購加工，帶動了500多戶庫區農民發展羅非魚養殖業。

3、公司依托有機魚的品牌優勢，成立了生態農產品配送中心，配送銷售以有機魚為主要產品的生態農產品，采取訂單的形式，收購農戶的生態農產品再配 送到200多個城市賓館、飯店，既做大產業，又帶動了庫區1000多戶農戶發展生態農產品生產，解決了農戶農產品出路，增加農民收入。

五、建設千島湖有機魚產業化項目，發展二、三產業，利用品牌優勢，實施品牌對外擴張

在全力推進有機漁業產業化發展的同時，大力發展漁業二、三產業，提高漁業附加值，增加漁業效益。

1、改擴建水產品加工車間，創建水產品出口加工基地：公司漁業從求生存、謀發展的角度，順應市場需求，開發了魚品加工產業。利用800噸冷庫及魚品加工車間，完成了原1000余平米的水產品加工車間的改造、裝璜，按出口產品加工標準又擴建了400余平米水產品原料處理車間及新建一條全不銹鋼機械化羅非魚片加工流水線。改造了果蔬加工生產設備，加工土豆、地瓜、甜玉米、豌豆等。研制出四大系列10余個魚類加工產品和休閑食品，其中千島湖“晶龍”牌熏魚產品獲2001年中國浙江省國際農業博覽會“金獎”；“晶龍”牌銀魚小包裝產品獲首屆國際農業博覽會“金獎”，綠色羅非魚已成為我省首批綠色農產品。目前，加工廠已通過HACCP認證和出口衛生注冊，成為我縣唯一的水產品出口加工生產車間，為接軌國際水產品市場創造了條件。目前已有羅非魚片、銀魚等產品出口日本、美國、歐盟等國家。通過實施有機魚產業化、鱘魚產業化、羅非魚產業化項目，可發展成為我國有機綠色水產品重要加工出口基地。

2、實行品牌經營，打造中國優質水產品基地：隨著“淳”牌千島湖有機魚品牌市場效應，公司成立了生態農產品配送中心，在開拓有機魚市場的同時，以“公司+農戶”的形式，收購農戶的生態農產品再配送到各大城市賓館、飯店，既做大產業，又解決農戶生產的農產品出路，增加農民收入，推動當地經濟發展。在有機魚銷售上，借助中央七臺、都市快報等媒體宣傳的同時，自身探索出活魚捕撈、暫養、運輸技術。2002年千島湖被列為浙江省有機食品生產基地。“淳”牌千島湖有機魚獲浙江省農博會金獎，2003年又獲浙江省名牌產品，千島湖被命名為中國有機魚之鄉，通過“淳”牌有機魚原產地標記保護注冊。公司頒布實施了千島湖有機魚技術標準。公司制定的千島湖有機魚系列標準作為淳安縣地方標準頒布實施。標準化管理（包括技術標準、管理標準、工作標準）建設項目已被杭州市技術監督局列入市級標準化建設試點單位。2005年千島湖被國家標準化管理委員會授予國家級有機鰱鳙魚標準化示范基地。

3、建設休閑漁業項目，發展新安漁文化：依托千島湖豐富的漁業資源和新安漁文化、中華一絕的“巨網捕魚”和中國餐飲名店—千島湖魚味館兩大品牌優勢，結合漁業生產，全面地展現水上漁民的生產方式、生活習俗和特色文化，注重參與性和科普性，把其建設成為集觀光、娛樂、休閑、獵奇、度假為一體，具備吃、住、游、娛功能的綜合性特色旅游拳頭產品。凡來千島湖的游客都把到千島湖魚味館吃“淳”牌魚頭作為必備項目。千島湖魚味館在2002年、2003年兩 屆全國淡水魚烹飪大賽上獲得了6塊金牌。首家千島湖魚味館品牌加盟店—上海千島湖魚味館已于2003年4月開張營業，生意十分紅火。開展品牌經營千島湖魚味館，對外輸出品牌，建立連鎖店，具有良好的發展前景。

4、依托千島湖四十多年來積累下來的成功的大水面養殖、管理技術和千島湖有機魚品牌優勢，實行對外輸出。千島湖“淳”牌有機魚近幾年得到飛速發展，形成了上規模、有檔次、有知名度的品牌，走在淡水有機食品的前列。公司要發展壯大，在做好千島湖有機水產品基地建設這一核心的同時積極探索對外擴展模式，謀求對外發展，采取多種合作方式向周邊地區（特別是江浙皖地區）擴張，利用公司主導產品 ——“淳”牌有機魚的品牌優勢、豐富的有機水產生產技術優勢、良好的經營管理模式和市場網絡優勢以及千島湖魚味館的品牌優勢，對外輸出和復制有機漁業產業化模式，實行有機魚的對外擴張戰略，采取合資、合作以及訂單等多種形式，擴大有機魚生產基地和配送品種，發展我國有機水產事業，擴大和提高市場占有率，使品牌、規模產業的社會帶動效益、品牌輻射延伸效益和超值創利效益得到充分發揮。實施品牌多元化、系列化戰略，開展資本經營與無形資產經營，為做大、做強、做全主營及實現公司跨越式發展奠定了堅實的基礎，努力打造我國有機水產龍頭企業。

目前，公司已成為浙江省級農業龍頭企業。通過40年的實踐證明，千島湖的漁業資源開發與保護并重，實施生態漁業戰略，建立有機魚產業化，發展羅非魚產業化項目，通過龍頭企業的產業化帶動作用和品牌輻射作用，有力地推進整個千島湖漁業可持續發展的進程。同時帶動數千乃至數萬戶農民發展有機漁業生產，既可增加農民的收入，又可增加財政收入；還對發展有機農業、環保、旅游業、制水業等相關產業都具有推動作用，有力地提升了千島湖的知名度，促進全縣整體經濟發展。

杭州千島湖發展有限公司（浙江 杭州 311700）

二00五年七月十九日

摘要：該文著重介紹千島湖漁業在四十年開發利用的基礎上所探索出的一條有機漁業產業鏈發展模式以及今后的發展思路，提出了漁業資源開發與保護并重的發展之路，為全國各地大水面發展有機漁業提供成功的模式。

關鍵詞：有機漁業 發展模式 千島湖 作者介紹：邵建強，男，1971年9月出生，漢族，浙江淳安人，工程師，專科學歷，工作于杭州千島湖發展有限公司。位于浙江杭州千島湖，通訊地址為浙江省淳安縣千島湖鎮排嶺南路55號，郵政編碼311700，聯系電話為0571-64826990。