環(huán)保型高分子材料國家地方聯(lián)合工程實(shí)驗(yàn)室

環(huán)保型高分子材料國家地方聯(lián)合工程實(shí)驗(yàn)室

環(huán)保型高分子材料國家地方聯(lián)合工程實(shí)驗(yàn)室(以下簡稱工程實(shí)驗(yàn)室)的前身是創(chuàng)建于1994年的“四川大學(xué)降解與阻燃高分子材料研究中心”。經(jīng)過近20年的建設(shè)與發(fā)展，先后成為四川省高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(2004年)、教育部工程研究中心(2007年)和國家發(fā)改委批準(zhǔn)的國家地方聯(lián)合工程實(shí)驗(yàn)室(2009年)。工程實(shí)驗(yàn)室在環(huán)境友好材料領(lǐng)域，特別是在利用可再生的生物質(zhì)資源制備生物基高分子材料、生物降解高分子材料、環(huán)境友好無鹵阻燃劑與阻燃材料、廢棄高分子材料的回收利用、建筑節(jié)能材料等領(lǐng)域開展了基礎(chǔ)研究與應(yīng)用研究，開發(fā)實(shí)用技術(shù)。近年在其他功能與高性能高分子材料領(lǐng)域也開展了研究工作。

工程實(shí)驗(yàn)室在創(chuàng)建者王玉忠教授的帶領(lǐng)下，在環(huán)境友好高分子材料領(lǐng)域與國外許多大學(xué)、研究機(jī)構(gòu)和國內(nèi)外企業(yè)建立了不同形式的合作關(guān)系，承擔(dān)各類國家和省部級計(jì)劃項(xiàng)目并承接國內(nèi)外企業(yè)委托項(xiàng)目。工程實(shí)驗(yàn)室不僅每年培養(yǎng)20名左右的研究生和30多名本科生，而且還承擔(dān)合作企業(yè)技術(shù)骨干的培訓(xùn)任務(wù)，成為學(xué)校人才培養(yǎng)和科學(xué)研究與技術(shù)開發(fā)的重要基地之一，是“985”“高分子與特種功能材料”I類科技創(chuàng)新平臺和“綠色化學(xué)與清潔生產(chǎn)技術(shù)”II類科技創(chuàng)新平臺的“環(huán)境友好材料”研究領(lǐng)域的主要依托研究機(jī)構(gòu)。

近年來，工程實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)了國家科技支撐計(jì)劃、“863”高新技術(shù)研究項(xiàng)目、國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目、國家杰出青年基金及面上項(xiàng)目等國家級項(xiàng)目近40項(xiàng)，省部委項(xiàng)目20余項(xiàng)。在環(huán)境友好的無鹵阻燃劑與阻燃材料、生物降解聚合物材料、生物基高分子材料、廢棄高分子材料回收利用等領(lǐng)域取得了一系列創(chuàng)新成果，已申請發(fā)明專利80余項(xiàng)，大部分專利被實(shí)施應(yīng)用，并在國內(nèi)外學(xué)術(shù)刊物上發(fā)表了大量的基礎(chǔ)研究成果類學(xué)術(shù)論文，多項(xiàng)成果被同行專家評價(jià)為處于國際領(lǐng)先水平。獲得國家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)和國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)各1項(xiàng)，省部級技術(shù)發(fā)明和科技進(jìn)步獎(jiǎng)8項(xiàng)。

1 團(tuán)隊(duì)建設(shè)

高水平的研究隊(duì)伍是工程實(shí)驗(yàn)室發(fā)展的基礎(chǔ)。目前工程實(shí)驗(yàn)室擁有一支結(jié)構(gòu)合理、具有創(chuàng)新活力的中青年隊(duì)伍:“長江學(xué)者”和國家杰出青年基金獲得者1名、教育部新(跨)世紀(jì)人才5名、四川省學(xué)術(shù)與技術(shù)帶頭人2名、四川省學(xué)術(shù)帶頭人后備人選3名、杜邦青年教授獎(jiǎng)獲得者1名。工程實(shí)驗(yàn)室采取開放式管理模式，實(shí)行公開競爭上崗。同時(shí)，工程實(shí)驗(yàn)室還設(shè)立項(xiàng)目制的流動編制崗位，吸引有意完成某項(xiàng)具體科研任務(wù)的研發(fā)人員，包括合作企業(yè)根據(jù)合作項(xiàng)目需要派到工程實(shí)驗(yàn)室從事研究的人員。工程實(shí)驗(yàn)室除了培養(yǎng)博、碩士研究生和本科生科研訓(xùn)練外，還接受博士后研究人員、高級訪問學(xué)者等。已形成了一支精干的從基礎(chǔ)研究、技術(shù)開發(fā)到工程化應(yīng)用的研發(fā)隊(duì)伍，2010年入選教育部創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)。

2 平臺建設(shè)

目前，工程實(shí)驗(yàn)室擁有高分子材料結(jié)構(gòu)分析、性能測試的常用分析檢測儀器，成型加工設(shè)備和相關(guān)擴(kuò)試試驗(yàn)裝置。包括了紅外光譜、熒光光譜、紫外光譜、凝膠滲透色譜、氣相色譜、差示掃描量熱儀、熱重分析儀、偏光顯微鏡、微燃燒量熱儀、同步(綜合)熱分析儀、熱裂解式氣相色譜飛行時(shí)間質(zhì)譜儀、錐形量熱儀、氧指數(shù)測定儀、垂直燃燒測定儀、動態(tài)熱機(jī)械分析儀、旋轉(zhuǎn)流變儀、接觸角測定儀、擠出機(jī)、吹膜流延機(jī)組、平板硫化機(jī)、注塑機(jī)等儀器及設(shè)備和高分子聚合擴(kuò)試裝置，為工程實(shí)驗(yàn)室的研究和開發(fā)提供了必要的支撐。

3 優(yōu)勢研究領(lǐng)域

· 生物基與生物降解高分子材料 · 無鹵阻燃劑與阻燃材料

· 廢棄高分子材料的回收與利用 · 建筑保溫材料

4 代表性成果

無鹵阻燃劑與阻燃材料 工程實(shí)驗(yàn)室針對目前不同種類和結(jié)構(gòu)的高分子材料在阻燃技術(shù)領(lǐng)域所面臨的難題開展了系統(tǒng)深入的研究，從基礎(chǔ)研究到工程化推廣都取得了重要進(jìn)展。研究開發(fā)的阻燃劑及阻燃材料涉及通用塑料、工程塑料、纖維紡織品、彈性體、不飽和聚酯與熱固性纖維復(fù)合材料、泡沫塑料等多種類型。

已開發(fā)的無鹵阻燃高分子材料體系與阻燃技術(shù)

通過選擇具有代表性的典型高分子材料，從各自燃燒和阻燃機(jī)理研究入手，對其無鹵阻燃化遇到的技術(shù)難題和瓶頸進(jìn)行研究攻關(guān)，發(fā)展新的阻燃原理和方法，實(shí)現(xiàn)了在無鹵阻燃化的同時(shí)，對其他性能影響較小，甚至提高某些性能，并取得一系列創(chuàng)新成果。例如，有效解決了添加阻燃劑必然導(dǎo)致材料力學(xué)性能下降、不易成炭和無氧原子類高分子(如聚烯烴類)因阻燃機(jī)理不同導(dǎo)致的無鹵阻燃劑阻燃效率遠(yuǎn)低于含鹵阻燃劑、纖維增強(qiáng)熱塑性工程塑料體系因纖維的“燭芯效應(yīng)”使阻燃效率下降等阻燃領(lǐng)域技術(shù)難題，形成了從新型無鹵阻燃劑的設(shè)計(jì)與合成，到無鹵阻燃材料的設(shè)計(jì)與加工成型及阻燃材料應(yīng)用等完整知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)體系，研究成果先后獲得了2項(xiàng)國家獎(jiǎng)和5項(xiàng)省部級成果獎(jiǎng)。

工程實(shí)驗(yàn)室十分重視科研成果的轉(zhuǎn)化，建立了成果的快速轉(zhuǎn)化機(jī)制。通過吸納行業(yè)內(nèi)的一些有代表性的企業(yè)作為實(shí)驗(yàn)室理事單位，建立研究成果和企業(yè)需求的互通機(jī)制，實(shí)時(shí)與企業(yè)交流。發(fā)揮工程實(shí)驗(yàn)室和企業(yè)各自的優(yōu)勢，合理配置各方資源，保證了科研成果能夠迅速轉(zhuǎn)化和產(chǎn)品的市場推廣。參與合作的多家理事單位不乏國內(nèi)阻燃企業(yè)的佼佼者，也有行業(yè)內(nèi)新興的后起之秀，生產(chǎn)的阻燃產(chǎn)品在國內(nèi)外市場上具有較強(qiáng)的競爭力。

阻燃纖維與阻燃織物樣品

各類塑料用阻燃劑及阻燃母粒

工程實(shí)驗(yàn)室還聯(lián)合國內(nèi)阻燃研究領(lǐng)域知名的高校、科研院所及其他一些知名企業(yè)成立了阻燃材料與技術(shù)創(chuàng)新協(xié)同聯(lián)盟。通過整合優(yōu)勢資源，建立協(xié)同創(chuàng)新模式，不僅提升了高校的創(chuàng)新能力，而且顯著提升了行業(yè)的整體技術(shù)水平和國際競爭力。聯(lián)盟本著“自主創(chuàng)新、優(yōu)勢互補(bǔ)、深度合作、開放共享、相互促進(jìn)、合作共贏”的組建原則，立足于高校和科研單位促進(jìn)科技與教育密切結(jié)合，共同促進(jìn)聯(lián)盟成員之間產(chǎn)學(xué)研的深度合作，建立多學(xué)科融合、多團(tuán)隊(duì)協(xié)同、多技術(shù)集成的重大研發(fā)與應(yīng)用平臺，形成產(chǎn)學(xué)研融合發(fā)展的技術(shù)轉(zhuǎn)移模式，為產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、行業(yè)技術(shù)進(jìn)步提供持續(xù)支撐和引領(lǐng)，成為國家在阻燃領(lǐng)域的重要技術(shù)創(chuàng)新基地。

生物基與生物降解高分子材料 工程實(shí)驗(yàn)室在生物基與生物降解高分子材料領(lǐng)域開展了各具特色的研究工作。通過采用生物基單體、天然大分子，設(shè)計(jì)制備了一系列性能可控的生物基脂肪族共聚酯和淀粉/纖維素/木質(zhì)素?zé)o增塑劑復(fù)合薄膜等可完全生物降解材料;在可反復(fù)循環(huán)利用的可完全生物降解高分子材料——聚對二氧環(huán)己酮的單體合成與可控聚合和通用加工等方面取得了重要進(jìn)展。研究成果分別獲得了四川省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)和教育部的技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)。

Macromolecules封面論文

廢棄高分子回收

廢棄高分子材料的綠色回收與利用 工程實(shí)驗(yàn)室針對熱固性高分子、廢舊電子電器產(chǎn)品中的高分子采用綠色化學(xué)回收等方法展開特色研究。在熱固性高分子回收過程中，溶液法是一種常用的方法，但該法常使用揮發(fā)性有機(jī)溶劑(如苯甲醇)，溶劑的毒性及其造成的“二次污染”嚴(yán)重阻礙了該方法的應(yīng)用。而采用綠色反應(yīng)溶劑很好地解決了這個(gè)問題。為有效解決熱固性樹脂造成的環(huán)境污染問題提供了新的思路。

5 對外合作與交流

工程實(shí)驗(yàn)室先后與德國、英國、美國、日本、加拿大、荷蘭、韓國、澳大利亞、新加坡等國家的15所大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)建立了聯(lián)合和合作關(guān)系，并與部分學(xué)校建立了培養(yǎng)研究生和交換學(xué)者的機(jī)制。并與DuPont、Dow、DSM、Bayer等多家國際知名企業(yè)及20多家國內(nèi)行業(yè)骨干企業(yè)建立了不同形式的合作關(guān)系，具有較高的國際影響力。多次主辦和承辦了國際學(xué)術(shù)會議，如2010、2012國際阻燃材料與技術(shù)研討會，第五屆高分子材料化學(xué)與物理回收國際研討會，第一屆生物分解塑料技術(shù)與應(yīng)用國際研討會，2005兩岸三地高分子液晶與超分子有序結(jié)構(gòu)學(xué)術(shù)研討會，2009、2012四川大學(xué)——仁荷大學(xué)先進(jìn)高分子材料學(xué)術(shù)研討會等等。并與高分子材料領(lǐng)域國際著名企業(yè)美國杜邦公司合作研究開發(fā)無鹵阻燃材料。近年來，實(shí)驗(yàn)室的研究人員每年都被應(yīng)邀在國際學(xué)術(shù)會議上做特邀報(bào)告。

(四川大學(xué) 楊科柯)