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科技成果丨【东华大学科技成果展示】材料科学与工程学院成果(七)

科技成果丨【东华大学科技成果展示】材料科学与工程学院成果(七) 东华科技园
2024-11-21
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     为充分整合利用东华大学国家大学科技园平台优势,建立创新资源校企合作共享机制,扩大科技成果的源头供给,东华大学国家大学科技园微信公众号,将不定期整合推介东华大学科技成果,敬请关注。如有合作需求,欢迎来电来访咨询。

1.高性能 PBO 纤维制备工艺


本项目开发了 PBO 聚合-纺丝一体化生产工艺,纤维具有优异的力学性能和耐热性能,在个体防护、航空航天等领域具有广阔的应用前景。(成果137)

2.长玻纤增强热塑性(LFT)复合材料


本项目开发了连续长玻纤增强热塑性复合材料的制备工艺,可适用于不同的聚合物基体。LFT 具有良好的力学性能和耐热性能,可替代传统的工程塑料并实现有效减重,在汽车、通讯等领域具有广阔的应用前景。(成果138)

3.质子交换膜燃料电池用国产碳纤维纸的批量制备技术


目前质子交换膜燃料电池用碳纤维纸市场一直被国外垄断、难以实现国产化、价格昂贵,突破扩散层用批量制备技术与应用已迫在眉睫。针对传统碳纤维纸以碳纤维为原料,碳纤维可选择性少、分散性差、成纸不均匀等问题,开发碳纤维纸用碳纤维原丝工程化工艺与技术,可以有效解决国产碳纤维水中分散性差的难题,为碳纸国产化奠定基础。实验室目前以 T1100 级高性能碳纤维原丝为原料,取代传统商用短切碳纤维,实现原丝水中均匀分散,通过湿法成纸、浸渍模压法(树脂改性)、化学气相沉积法、纳米碳管改性法,成功开发了具有完全自主知识产权的国产燃料电池用炭纸生产应用技术,其厚度可控 0.08-0.12 mm,偏差为±1.5 %,电阻率≤5.5 mΩ·cm,孔隙率≥75 %,透气性≥2000 ml·mm/(cm2·hr·mmAq)、抗拉强度≥20 MPa。实验室目前 T1100 级碳纤维原丝生产线已实现中试生产,针对上述自主研发的碳纤维原丝批量生产技术,申请授权发明专利三项;以原丝为原料制备碳纤维纸技术申请授权发明专利三项,为碳纸自主开发技术的国产化实现了法律层面的保护。(成果139)

4.T1100 级聚丙烯腈基碳纤维原丝的制备与工程化


碳纤维是国家安全、武器整备亟需的关键战略物资,是国外长期技术封锁和产品垄断的敏感材料。科研团队长期以来聚焦高性能碳纤维的制备与产业化,实现了航天级高纯粘胶基碳纤维的研制及应用,在 2003 年获得了国家科技进步二等奖;完成了《干喷湿纺千吨级高强/百吨级中模碳纤维产业化关键技术及应用》项目,并因此荣获 2017 年国家科技进步一等奖,实现了获奖等级的历史新突破。当前,项目团队立足于高性能碳纤维制备技术基础,依托自主设计建造的超高强度碳纤维原丝试验线(2022 年建设完成),对 T1100 级碳纤维原丝的研发进行技术攻关,突破产业化技术难题。(成果140)

5.纸浆模塑无氟拒水拒油技术的产业化


项目来源:十四五重点研发计划和多企业的实际需求。背景:一次性塑料制品需求是巨大的,但在“限塑令”和可持续发展的大背景下,各国正逐渐限制一次性塑料制品的使用。纸浆模塑由于成本低、可降解,成为了合适的塑料替代材料。但是纸浆模塑存在重大缺陷,不拒水不拒油,无法替代一次性塑料,因此拒水拒油剂,不得不做!最早解决这个问题是使用含氟的 C8 防水防油剂,含氟具有生物毒性和环境危害性,2005 年欧盟已全面禁用。国外已经逐渐由 C8 向 C6、C4 转换。毒性降低但仍然含氟,且预计 2025 年国外将实现 C6 向无氟的转换,必将禁止含氟拒水拒油剂!但目前市场上无氟拒水拒油剂几乎空白,国际龙头企业 3M、日本大金和旭硝子都在大力研究无氟拒水拒油剂。我们必须提前布局,抢先掌握核心技术,不然将会出现有货卖不出,卖出无利润的现象!因此完全无氟拒水拒油剂“非做不可”!

我们的项目亮点是:跟纸塑产品一样,采用天然生物质材料,工序简单、完全无氟可降解、可整体循环回收。源于自然,归于自然。技术要点:通过微纳米杂化、接枝改性、物理阻隔等方法,通过填充空隙,降低表面能,达到拒水拒油的效果,且不影响美观度。

机理:对亲水基团进行改性,同时引入拒油基团。并通过喷涂工艺进行空隙填充和物理阻隔。最终赋予良好的拒水拒油性能。

技术实现方式非常简单。创新点 1:巧妙利用生物质的微纳米结构

和接枝改性,实现双防。创新点 2 喷涂工艺封闭空隙 创新点 3 并给予适温促进界面结合。(成果141)

如有合作意向,欢迎联系我们!
联系电话:021-62372857(高老师)

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