高分子材料工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(四川大學(xué))

高分子材料工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(四川大學(xué))(以下簡(jiǎn)稱實(shí)驗(yàn)室)是世界銀行貸款建設(shè)的“重點(diǎn)學(xué)科發(fā)展項(xiàng)目”中 75個(gè)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室之一和7個(gè)試點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室之一，于1991年組建，已4次通過(guò)國(guó)家評(píng)估。實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)始人是我國(guó)杰出的高分子材料科學(xué)家、中國(guó)科學(xué)院院士徐僖教授。實(shí)驗(yàn)室依托學(xué)科是我國(guó)高校第一個(gè)高分子材料專業(yè)，國(guó)家首批重點(diǎn)學(xué)科及最早的碩士點(diǎn)、博士點(diǎn)和博士后流動(dòng)站。現(xiàn)有固定人員52名。實(shí)驗(yàn)室的總體定位是瞄準(zhǔn)國(guó)家關(guān)鍵需求和國(guó)際高分子材料科學(xué)研究前沿，以高分子材料高性能化及加工為特色，開展應(yīng)用基礎(chǔ)研究，建設(shè)高分子材料領(lǐng)域國(guó)內(nèi)領(lǐng)先、國(guó)際知名的科研和人才培養(yǎng)基地。實(shí)驗(yàn)室擁有1萬(wàn)多平方米的科研實(shí)驗(yàn)用房和價(jià)值5 000余萬(wàn)元的儀器設(shè)備。

1 研究方向

☆通用高分子材料高性能化新技術(shù)和新原理

☆聚合物成型理論和技術(shù)

☆高性能及功能高分子材料

☆油田開發(fā)用高分子材料

☆廢棄高分子材料再生利用與環(huán)境友好高分子材料

2 研究進(jìn)展

通用高分子材料高性能化新技術(shù)新原理圍繞通用高分子材料高性能化這一迫切需要解決的重大難題，在高分子材料基礎(chǔ)共性科學(xué)問(wèn)題上開展了深入研究：提出通過(guò)界面聚合物形態(tài)結(jié)構(gòu)調(diào)控，增強(qiáng)聚合物填充復(fù)合材料的界面強(qiáng)度；提出聚合物/彈性體/無(wú)機(jī)填料三元復(fù)合材料中沙袋化結(jié)構(gòu)和填料網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)增韌的形態(tài)控制新方法；建立填充粒子形態(tài)結(jié)構(gòu)控制方法；發(fā)明了高性能聚合物/超細(xì)無(wú)機(jī)粉體復(fù)合材料的形態(tài)控制技術(shù)與新方法。與中石油合作，建立了制備聚烯烴專用樹脂的關(guān)鍵技術(shù)及工藝包，并成功應(yīng)用于BOPP等多種高性能專用樹脂；與中石化合作，成功開發(fā)了萬(wàn)噸級(jí)國(guó)產(chǎn)SEBS成套技術(shù)；在國(guó)內(nèi)率先開發(fā)出低醇解度和低聚合度聚乙烯醇PVA分散劑、快速溶解PVA和PVA固載微生物水凝膠、單苯基-雙苯基高性能硅橡膠等新材料。開展了西部典型環(huán)境中高分子材料老化失效機(jī)理的模擬研究與防老化研究，建立了相應(yīng)的數(shù)據(jù)平臺(tái)，為高分子材料的使用壽命預(yù)測(cè)提供判據(jù)。

聚合物雜化串晶(a)和界面結(jié)晶結(jié)構(gòu)(b)

聚合物成型理論和技術(shù)承擔(dān)了國(guó)家自然科學(xué)基金委創(chuàng)新研究群體、重大科學(xué)儀器基金等多個(gè)項(xiàng)目。在基礎(chǔ)共性科學(xué)問(wèn)題“聚合物加工過(guò)程結(jié)構(gòu)調(diào)控”研究上取得成果，建立了一系列聚合物加工新裝置和加工新技術(shù)：聚合物管旋轉(zhuǎn)擠出裝置和旋轉(zhuǎn)擠出加工新方法、微(納)層擠出復(fù)合系統(tǒng)及多層共擠加工新技術(shù)、聚合物注塑形態(tài)控制裝置和振動(dòng)注射成型加工新技術(shù)等。同時(shí)與國(guó)內(nèi)外多個(gè)知名生產(chǎn)企業(yè)合作開展加工技術(shù)產(chǎn)業(yè)化工作，并取得良好效果：開發(fā)了BOPP煙膜高速制造技術(shù)；高速制造優(yōu)質(zhì)PPR、PE100管材管件技術(shù)；設(shè)計(jì)制造了國(guó)內(nèi)第一條鋰離子電池聚丙烯微孔隔離膜干法生產(chǎn)線；制備了目前國(guó)內(nèi)唯一能適用于大功率動(dòng)力鋰電池的聚丙烯復(fù)合隔膜，打破了國(guó)外產(chǎn)品的壟斷局面；設(shè)計(jì)制造了一套適合PPS樹脂高溫、高粘擠出條件的薄膜擠出流延機(jī)組，使我國(guó)成為除美國(guó)和日本以外掌握薄膜級(jí)PPS樹脂生產(chǎn)技術(shù)的國(guó)家。

聚合物旋轉(zhuǎn)擠出生產(chǎn)線(a)和微納層共擠出中試生產(chǎn)線(b)

高性能和功能高分子材料創(chuàng)建了高強(qiáng)耐磨耐熱水的維綸制備新技術(shù)，已在國(guó)內(nèi)纖維企業(yè)推廣應(yīng)用；解決了PVA熱塑性加工國(guó)際難題，在中石化四川維尼綸廠建成了熔紡PVA纖維中試生產(chǎn)線；建成一條年產(chǎn)1 000 t阻燃耐高溫聚芳噁二唑(POD)纖維產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)線，一條耐高溫聚酰亞胺(PI)纖維生產(chǎn)示范線和一條耐高溫纖維級(jí)聚苯硫醚(PPS)樹脂及長(zhǎng)絲產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)及中試生產(chǎn)線；創(chuàng)建了高強(qiáng)無(wú)鹵阻燃PVA維綸制備新技術(shù)；發(fā)明了原位成囊法制備高熱焓相變儲(chǔ)能維綸的新方法，已成功工業(yè)化。系統(tǒng)開展了新型高性能苯并噁嗪的分子模擬、設(shè)計(jì)、合成基礎(chǔ)研究，完成了多項(xiàng)軍品配套項(xiàng)目，建立了軍工產(chǎn)品質(zhì)量控制指標(biāo)體系；研發(fā)了高耐溫抗燒蝕系列橡膠密封材料以及系列特種泡沫材料，已應(yīng)用于國(guó)防軍工。制備了一種聚氨酯智能納米給藥裝置，實(shí)現(xiàn)可控膠束化和高載藥量，相關(guān)成果發(fā)表在《Advance Materials》、《Biomaterials》等期刊上；在國(guó)際上率先發(fā)現(xiàn)聚焦超聲可應(yīng)用于控制聚合物的形狀記憶和藥物釋放，被英國(guó)皇家化學(xué)會(huì)期刊 《Chemistry World》報(bào)道。開發(fā)了高通量聚醚砜中空纖維膜血液透析器，獲國(guó)家醫(yī)藥管理局注冊(cè)證，已得到臨床應(yīng)用并實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。

高強(qiáng)維綸混紡面料已作為陸?？?、武警夏/冬季作訓(xùn)服面料(a)和PVA熔紡中試生產(chǎn)線(b)

油田開發(fā)用高分子材料承擔(dān)了國(guó)家科技重大專項(xiàng)課題“高溫高鹽油田提高采收率技術(shù)”，針對(duì)高溫高鹽和聚合物驅(qū)后油藏對(duì)驅(qū)油劑的要求及現(xiàn)有驅(qū)油劑的不足，創(chuàng)新性地提出一種部分交聯(lián)結(jié)構(gòu)的分子結(jié)構(gòu)，合成了新型的驅(qū)油劑。基于異丙基丙烯酰胺和自制的溫敏功能單體，制備了系列在升溫及無(wú)機(jī)鹽存在條件下具有優(yōu)良增粘能力的水溶性聚合物。

廢棄高分子材料再生利用與環(huán)境友好高分子材料制備通過(guò)組分設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、共混復(fù)合和原位增強(qiáng)等技術(shù)發(fā)明制備了一系列新型環(huán)境友好高分子材料，包括無(wú)鹵阻燃高分子材料、天然高分子復(fù)合材料，環(huán)保增塑體系等，并建立了廢棄塑料和橡膠的回收利用新技術(shù)：①發(fā)明了無(wú)鹵液晶高分子阻燃劑 “原位”增強(qiáng)阻燃技術(shù)、無(wú)鹵支化和超支化高分子高效成炭劑、分子復(fù)合改性合成新型高效無(wú)鹵阻燃劑三聚氰胺氰尿酸鹽制備新技術(shù)、反應(yīng)性擠出加工制備無(wú)鹵阻燃劑及阻燃高分子材料新技術(shù)等。采用多重協(xié)效阻燃方法制備了無(wú)鹵阻燃聚苯乙烯泡沫材料、玻纖增強(qiáng)聚甲醛、高填充玻纖增強(qiáng)尼龍、抗靜電聚乙烯管道等材料，20余項(xiàng)專利技術(shù)已獲得應(yīng)用。②建立了環(huán)境友好高分子材料共混復(fù)合及加工新技術(shù)，制備出一種可回收的新型高填充聚乙烯非植物纖維紙，已形成年產(chǎn)52萬(wàn)t生產(chǎn)規(guī)模；采用無(wú)機(jī)粉體高填充聚烯烴復(fù)合材料研制了一類新型無(wú)甲醛的環(huán)保壁紙，并成功工業(yè)化應(yīng)用；研發(fā)的新型環(huán)保無(wú)苯型增塑劑已工業(yè)化生產(chǎn)。在廢棄高分子材料回收利用方面，建立了一系列高分子材料高性能化的固相力化學(xué)新技術(shù)，為解決廢棄高分子材料回收利用難題提供了新途徑。

填充聚烯烴復(fù)合材料無(wú)甲醛環(huán)保壁紙

3 學(xué)術(shù)成果

近年來(lái)，實(shí)驗(yàn)室獲國(guó)家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)3項(xiàng)，2009年、2012年度教育部技術(shù)發(fā)明一、二等獎(jiǎng)各1項(xiàng)，中國(guó)紡織工業(yè)協(xié)會(huì)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)1項(xiàng)，中石化集團(tuán)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)1項(xiàng)，2011年吉林省科技發(fā)明二等獎(jiǎng)1項(xiàng)。2008～2012年發(fā)表SCI論文1 248篇，已被引用5 200余次。主辦有《高分子材料與工程》和《油田化學(xué)》兩個(gè)核心期刊。

4 合作交流

英國(guó)科技和教育大臣David Willetts率代表團(tuán)考察實(shí)驗(yàn)室中英先進(jìn)材料研究所和國(guó)際聚合物微型加工中心

實(shí)驗(yàn)室在國(guó)內(nèi)與中石油、中石化等8家特大型國(guó)有企業(yè)聯(lián)辦了研究室/研發(fā)中心，在國(guó)際上先后與12個(gè)國(guó)家的29所高校、科研機(jī)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)界開展了卓有成效的產(chǎn)學(xué)研合作。獲準(zhǔn)教育部和國(guó)家外國(guó)專家局高分子材料科學(xué)與工程學(xué)科創(chuàng)新引智基地計(jì)劃，與英方合作建立了中英先進(jìn)材料研究所和國(guó)際聚合物微型加工中心，與意大利國(guó)家研究理事會(huì)建立了多功能聚合物和生物材料國(guó)際合作研究中心，與加拿大多倫多大學(xué)建立了國(guó)際聚合物發(fā)泡研究中心。實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)國(guó)際合作項(xiàng)目35項(xiàng)，其中包括自然科學(xué)基金重大國(guó)際合作項(xiàng)目3項(xiàng)。實(shí)驗(yàn)室還邀請(qǐng)美國(guó)、英國(guó)、加拿大4名外籍教授為研究生講授4門專業(yè)課程。

高分子材料是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的重要支柱。目前，世界合成樹脂年產(chǎn)量高達(dá)3億t，我國(guó)合成樹脂年消費(fèi)量也超過(guò)了7 000萬(wàn)t。大多數(shù)高分子材料必需經(jīng)過(guò)加工形成制品方可應(yīng)用，實(shí)驗(yàn)室緊密結(jié)合國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展需要，高度重視與國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)界密切合作，以基礎(chǔ)研究支持工業(yè)技術(shù)發(fā)展，重視從工業(yè)應(yīng)用課題中提煉共性基礎(chǔ)科學(xué)問(wèn)題，并通過(guò)深入系統(tǒng)地研究提出解決方案。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)室還非常重視高分子材料制備中的工程問(wèn)題和技術(shù)實(shí)現(xiàn)，通過(guò)各種先進(jìn)的創(chuàng)新模式，如與大型企業(yè)聯(lián)合辦研究室、共同承擔(dān)國(guó)家項(xiàng)目等，解決企業(yè)重要關(guān)鍵問(wèn)題，加速科技成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。