當(dāng)前，材料領(lǐng)域的科技創(chuàng)新日新月異，超導(dǎo)材料、碳纖維以及陶瓷基、樹脂基復(fù)合材料等等讓普羅大眾應(yīng)接不暇，“材料”正向智能化、微納化、可設(shè)計(jì)化方向發(fā)展。華東理工大學(xué)李春忠教授項(xiàng)目組在聚合物復(fù)合材料領(lǐng)域鉆研多年，通過多種材料間的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，造就了很多性能優(yōu)異的新材料，其項(xiàng)目“基于界面增容的多相協(xié)同改性聚合物復(fù)合材料及制品開發(fā)”近日獲評(píng)2017年度上海市技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)。
性能+功能：復(fù)合材料應(yīng)用廣
電梯、無線基站、汽車，都會(huì)用到李春忠教授項(xiàng)目組研發(fā)的聚合物復(fù)合材料。他們研發(fā)的材料既有具有介電或阻燃等功能特性的環(huán)保聚氯乙烯，也有力學(xué)性能優(yōu)異的聚丙烯、聚酰胺、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯等復(fù)合材料。
其成果之一——電梯平衡補(bǔ)償鏈的包裹材料具有綠色、阻燃的特性。電梯平衡補(bǔ)償鏈?zhǔn)潜３蛛娞萜椒€(wěn)運(yùn)行的重要安全部件，通常用聚氯乙烯包裹。但現(xiàn)有的材料含有一些歐盟法規(guī)禁用的物質(zhì)，燃燒過程中煙密度大，且易產(chǎn)生有毒氣體。項(xiàng)目組研發(fā)的高氧指數(shù)、低煙密度無鹵阻燃聚合物彈性體滿足歐盟法規(guī)要求，其阻燃和力學(xué)性能均超過德國(guó)和美國(guó)著名產(chǎn)品。
無線通信所用的基站，其射頻天線需要天線罩的保護(hù)，免受紫外線、風(fēng)雨、溫度的影響。項(xiàng)目組研發(fā)的材料能承受80度溫度，抗紫外線、耐老化、抗風(fēng)等功能強(qiáng)大，適合長(zhǎng)期在戶外使用，并且還是可循環(huán)使用的環(huán)保材料。
在汽車的車身大梁、發(fā)動(dòng)機(jī)周邊等所有焊接的地方，都會(huì)用到堵塊。堵塊材料要具備優(yōu)異的綜合性能，包括回彈性、密封性、剛性韌性平衡等。項(xiàng)目組通過研究，把這么多功能和性能都集中到一種材料身上。他們改變了以前不同部位用不同堵塊的狀況，讓車身周邊、大梁等處用上一樣的堵塊，避免了裝配失誤帶來的安全隱患。
企業(yè)+高校：協(xié)同創(chuàng)新成果多
要提升聚合物復(fù)合材料的性能(韌性、剛性、強(qiáng)度等)和功能(阻燃、耐寒、耐高溫、回彈性、密封性等)，就需要在聚合物中加入不同的物質(zhì)。加什么?怎么加?如何使這些物質(zhì)在聚合物中的分布、物質(zhì)間的磨損消耗等朝著項(xiàng)目組設(shè)計(jì)的方向發(fā)展?項(xiàng)目組內(nèi)企業(yè)與高校的研發(fā)人員密切合作十多年，找到了界面增容、多相協(xié)同、成型設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與工藝優(yōu)化3個(gè)突破點(diǎn)，發(fā)明了系列具備高性能和特定功能的無機(jī)改性聚合物材料與制品。
其成果在第三方的評(píng)價(jià)中可窺見一斑——上海市科學(xué)技術(shù)委員會(huì)主持的驗(yàn)收中，驗(yàn)收專家認(rèn)為項(xiàng)目組制備的聚丙烯和尼龍等聚合物復(fù)合材料“性能指標(biāo)達(dá)到并部分超過國(guó)外同類產(chǎn)品”。耐紫外線射頻天線擠出外罩類材料經(jīng)江蘇省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)研究院等單位測(cè)試，認(rèn)為其性能指標(biāo)達(dá)到或超過了國(guó)際同類產(chǎn)品美國(guó)吉安Geon87364，現(xiàn)已替代進(jìn)口材料。低氣味和低散發(fā)車用聚丙烯復(fù)合材料經(jīng)上海泛亞技術(shù)中心等機(jī)構(gòu)多輪評(píng)估，被認(rèn)為達(dá)到行業(yè)領(lǐng)先水平。尼龍復(fù)合材料在瑞士通標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)服務(wù)有限公司的檢測(cè)報(bào)告中，被認(rèn)為綜合性能優(yōu)良，部分指標(biāo)優(yōu)于德國(guó)朗盛公司的產(chǎn)品……
項(xiàng)目實(shí)施過程中，得到國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目、上海市重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目、上海市納米科技專項(xiàng)和江蘇省科技成果轉(zhuǎn)化專項(xiàng)等的支持。項(xiàng)目組獲得了授權(quán)中國(guó)發(fā)明專利26項(xiàng)，申請(qǐng)PCT專利2項(xiàng)，發(fā)表SCI和EI論文32篇。
節(jié)能+環(huán)保：經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益佳
未來的競(jìng)爭(zhēng)是材料的競(jìng)爭(zhēng)。港珠澳跨海大橋、貴州“天眼”大口徑射電望遠(yuǎn)鏡……建設(shè)這些“超級(jí)工程”，先進(jìn)材料功不可沒。企業(yè)掌握功能強(qiáng)大的先進(jìn)材料，往往能在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中輕松勝出。國(guó)家鼓勵(lì)新材料的研發(fā)和應(yīng)用，也容易在節(jié)能、環(huán)保等方面取得很好的社會(huì)效益。
項(xiàng)目組研發(fā)的電梯平衡補(bǔ)償鏈產(chǎn)品，不僅可以減少摩擦噪聲、增加運(yùn)行平穩(wěn)性，而且有阻燃、抑煙作用，售價(jià)還比國(guó)外同類產(chǎn)品降低20%。
他們研制的一種聚酰胺材料具有很高的剛性和長(zhǎng)期耐熱性，滿足了起動(dòng)機(jī)齒輪高剛性、耐熱、耐磨的要求，可以替代金屬齒輪。這對(duì)汽車輕量化是一大利好，也能更好地節(jié)約能源。另一種PBT/PET/雜化增強(qiáng)體復(fù)合材料由于具有優(yōu)異的耐熱性和力學(xué)性能，部分指標(biāo)超過了國(guó)外同類產(chǎn)品，已在中高檔國(guó)產(chǎn)轎車中應(yīng)用。據(jù)新華社消息，2017上半年，全國(guó)機(jī)動(dòng)車比2016年底增加938萬輛。簡(jiǎn)單一算，就能看出新材料蘊(yùn)含多么顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
“復(fù)合化是材料發(fā)展的必然趨勢(shì)之一。聚合物基復(fù)合材料是目前用量最大的品種?！表?xiàng)目組的老師表示，他們會(huì)在新材料的研發(fā)之路上不懈奮進(jìn)，開發(fā)新的功能特性，滿足人們生產(chǎn)生活的需求。
