可抑制空间电荷的高韧性聚丙烯复合材料及其制备方法与流程

1.本发明涉及材料领域，具体而言，本发明涉及可抑制空间电荷的高韧性聚丙烯复合材料及其制备方法。


背景技术：

2.作为大容量输电工程的关键设备之一，聚合物绝缘高压直流电力电缆的发展面临着一系列挑战，包括绝缘性能、力学性能和热学性能的协同提升问题。绝缘性能极大影响了电缆的综合性能。发展更高额定电压、更大传输容量的高压直流电缆，需要开发高性能绝缘材料。更大的传输容量往往意味着更大的负载电流，更高的额定电压往往需要更厚的绝缘，因此绝缘材料靠近导芯一侧面临更高的工作温度，而聚合物绝缘作为不良的热导体使得绝缘层面临更大的温度梯度。然而，交联聚乙烯相对较低的工作温度(高压直流条件下长期运行允许的工作温度仅为70℃)和热稳定性，以及空间电荷的积累均限制了高压直流电缆输送电压和容量的提升。此外，交联聚乙烯属于热固性材料，很难在使用后回收，导致环境污染和资源浪费。同时，交联产生的副产物杂质降低了电缆绝缘性能，也降低了高压直流电缆的运行性能和使用寿命。此外，交联过程繁琐且昂贵，设备投资和能源损耗大。为了满足绿色环保的可持续发展需求，需要开发可回收热塑性高性能绝缘材料来克服交联聚乙烯的缺点。
3.近年来，聚丙烯因其熔点高、绝缘性能好、耐腐蚀性能优而受到越来越多的关注。聚丙烯属于热塑性材料，使用后可以回收再利用，避免污染，既节约资源，且绿色环保。聚丙烯作为电缆绝缘材料，可以长期工作在100℃环境下。聚丙烯是一种非极性聚合物材料，具有较高的击穿强度(室温下100μm薄膜的直流击穿强度可达300kv/mm以上)，体电阻率较大(室温下多在10
16
ω
·
m左右)，且随温度的变化击穿强度改变不明显，有望在相同绝缘厚度下提高电缆运行电压、提升线路输送容量、降低电能输送损耗。综上所述，聚丙烯目前已成为具有潜力的大容量高压直流电缆绝缘材料之一。然而，纯聚丙烯的大球晶结构和高等规度导致其成型收缩率大、韧性差，材料的力学性能尚存在较大不足，尤其是其在室温下难以变形以及低温下的脆性，限制了其在电力电缆绝缘领域的应用。
4.为了改善聚丙烯的力学性能，将聚丙烯与高韧性弹性体聚合物共混以获得较好的效果，如聚丙烯与三元乙丙橡胶、聚烯烃弹性体、苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯等通过物理共混，可以有效提高聚丙烯的韧性、冲击强度和抗张强度等力学性能。弹性体的添加改变了聚丙烯复合材料的组成和结构，同时导致聚丙烯的空间电荷特性、电阻率和击穿电压等电气性能发生相应的变化。研究发现在纯聚丙烯中很难发生空间电荷的注入，但在聚丙烯/弹性体共混物中则很容易注入空间电荷。同时，增韧改性后的聚丙烯复合材料会出现击穿强度下降、空间电荷积聚量变大等不利现象。为了开发适用于高压直流电缆的聚丙烯绝缘材料，需要进一步评估添加弹性体对聚丙烯空间电荷特性的影响并提出抑制空间电荷的方法，以获得同时具备优良力学性能和电气性能的聚丙烯复合材料。
5.掺杂无机纳米填料来抑制空间电荷的积累是聚合物绝缘材料改性的一种方法。然
而，由于纳米粒子与聚合物相容性较差、纳米表面改性困难等原因，常常导致纳米颗粒严重团聚，在聚丙烯基体内部形成绝缘缺陷，严重限制了纳米技术在聚丙烯材料中的工程应用。因此，在对聚丙烯进行增韧改性的基础上，采用新方法以改善聚丙烯绝缘中的空间电荷特性，实现聚丙烯多性能的协同调控，这对于聚丙烯绝缘材料走向电力电缆工程应用具有重大意义。


技术实现要素：

6.本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出可抑制空间电荷的高韧性聚丙烯复合材料及其制备方法。
7.在本发明的一个方面，本发明提出了一种聚丙烯复合材料。根据本发明的实施例，该聚丙烯复合材料包括：聚丙烯；电活化功能基团表面接枝酰胺类β成核剂，所述电活化功能基团表面接枝酰胺类β成核剂包括酰胺类β成核剂和作为电活化功能基团接枝在其表面的极性分子；以及聚烯烃弹性体。
8.根据本发明上述实施例的聚丙烯复合材料中，含有电活化功能基团的极性分子接枝在酰胺类β成核剂的表面。由此，极性分子可均匀分散在非极性聚丙烯基体的内部，从而影响聚丙烯复合材料内部空间电荷输送、存储和界面微观特性，起到调控材料电荷运输行为的作用。同时，酰胺类β成核剂和聚烯烃弹性体还可以为复合材料提供优异的力学性能。
9.综上所述，本发明的技术方案解决了聚丙烯材料力学性能，特别是韧性和低温脆性不足的问题，以及在增韧改性过程中空间电荷特性劣化的难题，提出了一种基于热塑性聚烯烃弹性体和酰胺类β成核剂联合添加的聚丙烯复合材料，方案的优点在于：设计了一种在酰胺类β成核剂表面接枝电活性功能基团的策略，利用酰胺类β成核剂均匀分散于聚丙烯基体的优势，避免了在酰胺类β成核剂表面进行复杂的聚合物刷接枝的工艺，实现了聚丙烯材料结晶行为和电荷输运行为的协同调控；提出了联合添加热塑性聚烯烃弹性体和酰胺类β成核剂来协同调控聚丙烯材料力学性能和空间电荷特性的方案，突破了现有聚丙烯材料增韧改性或者电学性能调控的局限性，即现有研究往往只考虑改善聚丙烯材料某一方面的性能，但却往往导致其他性能的下降。本发明为聚丙烯材料在高压直流电缆绝缘领域的工程应用提供了重要的技术支持和数据参考。
10.另外，根据本发明上述实施例的聚丙烯复合材料还可以具有如下附加的技术特征：
11.在本发明的一些实施例中，所述聚丙烯复合材料包括：50～90重量份的聚丙烯，0.1～1.0重量份的聚烯烃弹性体，10～50重量份的电活化功能基团表面接枝酰胺类β成核剂，其中电活化功能基团在酰胺类β成核剂表面的接枝密度范围为0.01～1.00ch/nm2。
12.在本发明的一些实施例中，所述聚丙烯为等规聚丙烯。
13.在本发明的一些实施例中，所述极性分子为式i所示化合物，
14.其中，ar为萘、蒽、菲或芘。
15.在本发明的一些实施例中，所述极性分子为在本发明的一些实施例中，所述极性分子为
16.在本发明的一些实施例中，所述酰胺类β成核剂选自取代芳基杂环磷酸盐、n，n
′‑
二环己基对苯二甲酰胺、2,6-萘二甲酸环己酰胺中的至少之一。
17.在本发明的另一方面，本发明提出了一种制备上述实施例的聚丙烯复合材料的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：(1)将聚丙烯与电活化功能基团表面接枝酰胺类β成核剂预混后进行第一熔融共混、挤出、造粒，得到聚丙烯/β成核剂母料；(2)将所述聚丙烯/β成核剂母料与聚烯烃弹性体混合并进行第二熔融共混、挤出、造粒，得到所述聚丙烯复合材料。由此，该方法可简便高效地制备得到可抑制空间电荷的高韧性聚丙烯复合材料。
18.另外，根据本发明上述实施例的制备聚丙烯复合材料的方法还可以具有如下附加的技术特征：
19.在本发明的一些实施例中，所述电活化功能基团表面接枝酰胺类β成核剂的制备方法包括：(1)提供酰胺类β成核剂、极性分子和氨基硅烷偶联剂；(2)通过缩合反应，使所述氨基硅烷偶联剂固定在所述酰胺类β成核剂的表面；(3)通过酰胺化反应，使所述极性分子与所述氨基硅烷偶联剂键连。
20.在本发明的一些实施例中，所述第一熔融共混、挤出、造粒和所述第二熔融共混、挤出、造粒中所采用的操作条件分别独立地包括：温度为160～220℃，时间为5～10min，转速为30～60r/min。
21.在本发明的一些实施例中，所述聚丙烯/β成核剂母料颗粒的粒径范围为1～5mm。
22.在本发明的一些实施例中，循环进行所述第二熔融共混、挤出、造粒多次，得到所述聚丙烯复合材料。
23.在本发明的一些实施例中，所述方法进一步包括：对所述聚丙烯复合材料进行成型。
24.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
25.本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
26.图1是根据本发明一个实施例的制备聚丙烯复合材料的方法流程示意图；
27.图2和3是根据本发明一个实施例的制备电活化功能基团表面接枝酰胺类β成核剂
的方法流程示意图；
28.图4是实施例1、对比例1～3的试样的拉伸性能测试结果曲线；
29.图5是实施例1、对比例1～3的试样的低温脆性测试结果曲线；
30.图6是实施例1、对比例1～3的试样的空间电荷分布测试结果曲线。
具体实施方式
31.下面详细描述本发明的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
32.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，“多次”的含义是至少两次，例如两次，三次等，除非另有明确具体的限定。
33.在本发明的一个方面，本发明提出了一种聚丙烯复合材料。根据本发明的实施例，该聚丙烯复合材料包括：聚丙烯；电活化功能基团表面接枝酰胺类β成核剂，所述电活化功能基团表面接枝酰胺类β成核剂包括酰胺类β成核剂和作为电活化功能基团接枝在其表面的极性分子；以及聚烯烃弹性体。
34.下面进一步对根据本发明实施例的聚丙稀复合材料进行详细描述。
35.根据本发明的一些实施例，聚丙烯复合材料包括：50～90重量份的聚丙烯，0.1～1.0重量份的聚烯烃弹性体，10～50重量份的电活化功能基团表面接枝酰胺类β成核剂，其中电活化功能基团在酰胺类β成核剂表面的接枝密度范围为0.01～1.00ch/nm2。具体的，聚丙烯的重量份数可以为50、55、60、65、70、75、80、85、90等，聚烯烃弹性体的重量份数可以为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0等，电活化功能基团表面接枝酰胺类β成核剂的重量份数可以为10、15、20、25、30、35、40、45、50等。
36.发明人发现，通过控制聚丙烯复合材料中电活化功能基团表面接枝酰胺类β成核剂的含量在上述范围，可以有效调控其电学性能；如果电活化功能基团表面接枝酰胺类β成核剂的含量过低，则可能难以达到抑制空间电荷的效果；如果电活化功能基团表面接枝酰胺类β成核剂的含量过高，则可能使分散性变差从而降低介电性能。通过控制聚丙烯复合材料中聚烯烃弹性体的含量在上述范围，可以有效调控其力学性能；如果聚烯烃弹性体的含量过低，则可能力学性能改善不明显；如果聚烯烃弹性体的含量过高，则可能导致电学性能降低。通过控制电活化功能基团在酰胺类β成核剂表面的接枝密度，可以有效调控抑制空间电荷的效应；如果接枝密度过高，则可能使分散性变差从而降低介电性能；如果接枝密度过低，则可能难以达到抑制空间电荷的效果。
37.根据本发明的一些实施例，聚丙烯为等规聚丙烯，优选为密度范围为0.8～1.0g/cm3，熔融指数为0.5～12g/10min的等规聚丙烯材料。
38.根据本发明的一些实施例，极性分子为式i所示化合物，
39.其中，ar为萘、蒽、菲或芘。
40.极性分子优选为极性分子为
41.分子结构中带有2个苯环的萘、3个苯环的蒽和4个苯环的芘，在直流电场下苯环结构会作为电荷输运的陷阱中心而捕获电荷。这些化合物均已经过2-巯基噻唑啉活化，后续将与表面接枝氨基硅烷的酰胺类β成核剂通过酰胺化反应实现接枝。
42.根据本发明的一些实施例，酰胺类β成核剂可以选自取代芳基杂环磷酸盐、n，n
′‑
二环己基对苯二甲酰胺、2,6-萘二甲酸环己酰胺中的至少之一。这类酰胺类β成核剂结构上具有适于与极性分子接枝的位点，且在聚丙烯材料中具有良好的分散性，从而可以实现聚丙烯材料结晶行为和电荷输运行为的协同调控。
43.根据本发明的一些实施例，本发明中所采用的聚烯烃弹性体优选为密度范围为0.8～1.0g/cm3，熔融指数为0.5～12g/10min的聚烯烃弹性体。
44.在本发明的另一方面，本发明提出了一种制备上述实施例的聚丙烯复合材料的方法。下面进一步对根据本发明实施例的制备聚丙烯复合材料的方法进行详细描述。
45.首先，根据本发明的实施例，将聚丙烯与电活化功能基团表面接枝酰胺类β成核剂预混后进行第一熔融共混、挤出、造粒，得到聚丙烯/β成核剂母料。具体的，可以先取100重量份的聚丙烯与电活化功能基团表面接枝酰胺类β成核剂进行预混，预混后加入至双螺杆挤出机中，经第一熔融共混、挤出、造粒，得到聚丙烯/β成核剂母料。
46.根据本发明的一些实施例，上述电活化功能基团表面接枝酰胺类β成核剂的制备方法包括：(1)提供酰胺类β成核剂、极性分子和氨基硅烷偶联剂；(2)通过缩合反应，使氨基硅烷偶联剂固定在酰胺类β成核剂的表面；(3)通过酰胺化反应，使极性分子与氨基硅烷偶联剂键连。
47.根据本发明的一些实施例，上述氨基硅烷偶联剂优选为(3-氨基丙基)二甲基乙氧基硅烷。
48.根据本发明的一些实施例，上述聚丙烯/β成核剂母料颗粒的粒径范围为1～5mm，例如1mm、2mm、3mm、4mm、5mm等。通过控制制备得到的聚丙烯/β成核剂母料的直径在上述范围，可以保证β成核剂在聚丙烯基体中的有效分散。如果聚丙烯/β成核剂母料的直径过小，则可能β成核剂会发生团聚；如果聚丙烯/β成核剂母料的直径过大，则可能β成核剂与聚丙烯基体的相容效果变差。
49.根据本发明的一些实施例，上述第一熔融共混、挤出、造粒中所采用的操作条件包括：温度为160～220℃，时间为5～10min，转速为30～60r/min。具体的，温度可以为160℃、170℃、180℃、190℃、200℃、210℃、220℃等，时间可以为5min、6min、7min、8min、9min、10min等，转速可以为30r/min、40r/min、50r/min、60r/min等。通过在上述条件下进行第一
熔融共混、挤出、造粒，可以保证弹性体颗粒与聚丙烯基体能够熔融共混，β成核剂母料能够均匀分散在聚丙烯基体中，且使混合物造粒所得颗粒尺寸大小适中。
50.进一步地，根据本发明的实施例，将聚丙烯/β成核剂母料与聚烯烃弹性体混合并进行第二熔融共混、挤出、造粒，得到聚丙烯复合材料。具体的，该步骤中，可根据目标产品的组成要求，补充聚丙烯或电活化功能基团表面接枝酰胺类β成核剂，并加入聚烯烃弹性体，进行第二熔融共混、挤出、造粒，得到聚丙烯复合材料。另外，发明人在研究中发现，如果不先制备聚丙烯/β成核剂母料，而是将聚丙烯、电活化功能基团表面接枝酰胺类β成核剂、聚烯烃弹性体进行熔融共混、挤出、造粒，则无法保证电活化功能基团表面接枝酰胺类β成核剂和聚烯烃弹性体在复合材料中均匀分散，影响材料的性能。
51.根据本发明的一些实施例，上述第二熔融共混、挤出、造粒中所采用的操作条件包括：温度为160～220℃，时间为5～10min，转速为30～60r/min。具体的，温度可以为160℃、170℃、180℃、190℃、200℃、210℃、220℃等，时间可以为5min、6min、7min、8min、9min、10min等，转速可以为30r/min、40r/min、50r/min、60r/min等。通过在上述条件下进行第二熔融共混、挤出、造粒，在充分保证弹性体颗粒与β成核剂母料均匀分散在聚丙烯基体中的同时，能使各颗粒之间充分相容，并避免挤出时间过长，导致氧化、甚至焦烧。
52.根据本发明的一些实施例，循环进行第二熔融共混、挤出、造粒多次，得到述聚丙烯复合材料。通过循环进行第二熔融共混、挤出、造粒多次，可以进一步提高电活化功能基团表面接枝酰胺类β成核剂与聚烯烃弹性体在复合材料中分散的均匀性。具体的，循环次数可以为两次或者三次。
53.进一步地，根据本发明的实施例，本发明的制备聚丙烯复合材料的方法还进一步包括：对上述制备得到的聚丙烯复合材料进行成型。需要说明的是，成型的具体方式和操作条件并不受特别限制，可以根据实际产品所需的形状或测试用试样的形状进行选择。
54.另外，根据本发明的一些实施例，上述方法中涉及的原料(包括聚丙烯、电活化功能基团表面接枝酰胺类β成核剂、聚烯烃弹性体等)，在熔融共混前预先经过干燥。具体的，干燥温度可设置为70～90℃(例如70℃、75℃、80℃、85℃、90℃等)，干燥时间可设置为10～100h(例如10h、40h、70h、100h等)。如果干燥温度过高或干燥时间过长，则可能使弹性体颗粒发生熔化变形或聚丙烯基体发生热氧老化。
55.下面参考具体实施例，对本发明进行描述，需要说明的是，这些实施例仅仅是描述性的，而不以任何方式限制本发明。
56.实施例1
57.参考图1，按照下列步骤制备聚丙烯复合材料，产品包括聚丙烯75重量份，电活化功能基团表面接枝酰胺类β成核剂0.3重量份，聚烯烃弹性体25重量份。
58.(1)干燥处理后接枝
59.将聚丙烯、酰胺类β成核剂、聚烯烃弹性体置于烘箱中进行干燥处理，烘箱温度设置为80℃，干燥时间设置为24h。
60.接着，将干燥后的酰胺类β成核剂进行电活化功能基团表面接枝，其过程如下：
61.参考图2，首先称取一定量的9-蒽甲醇和三溴化磷，加到圆底烧瓶中，以甲苯作为反应溶液，20℃下磁力搅拌24h，使9-蒽甲醇上的羟基被溴原子所取代，生成的9-溴蒽甲醇与氰化钾一同溶解于二甲基亚砜中，70℃下磁力搅拌回流12h，得到9-氰化蒽甲醇。随后，将
产物继续与氢氧化钾一起加入到含有乙二醇的圆底烧瓶中室温下回流反应12h，将氰基-cn水解为羧基-cooh，随后与2-巯基噻唑啉一起在加有二环己基碳二亚胺、4-(二甲氨基)吡啶、二氯甲烷的环境下反应，得到式i所示的活化的蒽化合物。
62.进一步地，参考图3，首先在酰胺类β成核剂tmb-5表面接枝(3-氨基丙基)二甲基乙氧基硅烷。具体的，在250ml单口圆底烧瓶中加入酰胺类β成核剂tmb-5、(3-氨基丙基)二甲基乙氧基硅烷和无水四氢呋喃，在氮气保护下75℃磁力搅拌回流过夜，通过缩合反应将(3-氨基丙基)二甲基乙氧基硅烷固定在酰胺类β成核剂表面。再与图2得到的经过2-巯基噻唑啉活化的9-蒽甲醇溶解在四氢呋喃里，室温条件下磁力搅拌24h。反应结束后，使用正己烷沉淀酰胺类β成核剂，离心清洗三遍，室温下真空干燥，并利用研钵充分研磨，得到电活化功能基团表面接枝酰胺类β成核剂。
63.(2)第一熔融共混、挤出、造粒
64.取经过干燥的100重量份的聚丙烯与电活化功能基团表面接枝酰胺类β成核剂预混5min，然后加入双螺杆挤出机中，在180℃下熔融共混6min，转速设置为35r/min，制备得到的直径范围在1～2mm的聚丙烯/β成核剂母料。
65.(3)第二熔融共混、挤出、造粒
66.将聚丙烯/β成核剂母料与剩余重量份数的电活化功能基团表面接枝酰胺类β成核剂混合，并加入聚烯烃弹性体，利用双螺杆挤出机，在170℃下熔融共混8min，转速设置为35r/min，循环两次，制备得到的聚丙烯复合材料。
67.(4)成型
68.聚丙烯薄膜试样制备采用平板硫化机，其控制面板上设置热压温度为180℃、压强3mpa，预热时间为3min，熔融热压时间为6min。聚丙烯薄膜试样厚度为(120
±
10)μm，用来进行空间电荷测试。
69.采用注塑机制备出聚丙烯共混复合材料试样进行力学性能测试：拉伸试验用的哑铃形试样尺寸为75mm
×
12.5mm
×
2mm，中间宽度为5mm。弯曲试验用的长方体试样尺寸为80mm
×
10mm
×
4mm；低温冲击试验用的条状试样长度为26～40mm，宽度为(6
±
1)mm，厚度为(2
±
0.2)mm。
70.以上产品在性能测试中标记为“聚丙烯/聚烯烃弹性体/β成核剂”。
71.对比例1
72.按照与实施例1基本相同的方法制备聚丙烯复合材料，区别在于，不使用电活化功能基团表面接枝酰胺类β成核剂。产品在性能测试中标记为“聚丙烯/聚烯烃弹性体”。
73.对比例2
74.按照与实施例1基本相同的方法制备聚丙烯复合材料，区别在于，不使用聚烯烃弹性体。产品在性能测试中标记为“聚丙烯/β成核剂”。
75.对比例3
76.采用纯聚丙烯材料成型得到如实施例1所述的试样。产品在性能测试中标记为“聚丙烯”。
77.测试例
78.取上述实施例1、对比例1、对比例2、对比例3制备得到的薄膜试样、哑铃式试样、长方体试样分别进行空间电荷测试和力学性能测试。结果如图4～6。
79.如图4所示，四组材料的应力-应变曲线都表现出明显的屈服阶段，纯聚丙烯的拉伸强度为最高的32.5mpa，断裂伸长率约为900％，聚烯烃弹性体的加入使聚丙烯的拉伸强度降低了约15％，断裂伸长率约50％，从而有效改善了聚丙烯的拉伸韧性。
80.如图5所述，根据横纵坐标分别为破损率和温度的数据点拟合得到的直线，当破损率为50％时所对应的温度即为低温脆性温度，纯聚丙烯的低温脆性温度约为-5℃，聚烯烃弹性体的加入使聚丙烯的低温脆性温度降低25℃，从而有效改善了聚丙烯的低温脆性。
81.如图6所示，在图6(a)和图6(b)中，聚丙烯和聚丙烯/聚烯烃弹性体两种材料在阳极附近都出现了明显的同极性空间电荷注入，而由图6(c)和图6(d)可知，β成核剂的加入减少了聚丙烯中的空间电荷注入，有效抑制了聚丙烯复合材料的空间电荷积聚。
82.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
83.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。