神奇材料為美好生活添彩
——記上海技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)項(xiàng)目改性聚合物復(fù)合材料

華東理工大學(xué)李春忠教授領(lǐng)銜的項(xiàng)目組通過多種材料間的優(yōu)勢互補(bǔ)，造就了一批性能優(yōu)異的新材料。這些材料廣泛地應(yīng)用在天文、汽車、通信、建筑等各個(gè)領(lǐng)域，為當(dāng)今日新月異發(fā)展的美好生活增光添彩。最近，其開發(fā)的多相協(xié)同改性聚合物復(fù)合材料獲得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。研發(fā)的材料既含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、聚對苯二甲酸丁二醇酯等復(fù)合材料。具有綠色、阻燃特性的電梯平衡補(bǔ)償鏈包裹材料就是其中的一種。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)有材料含有的一些有害材料在燃燒過程中煙密度大，且易產(chǎn)生有毒氣體，已被歐盟法規(guī)禁用。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)性能均超過德國和美國知名公司的產(chǎn)品。

項(xiàng)目組研發(fā)的一種能承受80℃溫度，抗紫外線、耐老化、抗風(fēng)等功能強(qiáng)大，適合長期在戶外使用，并且還是可循環(huán)使用的環(huán)保材料，可應(yīng)用在無線通信基站的射頻天線罩上，保護(hù)射頻天線免受紫外線、風(fēng)雨、溫度等侵蝕。

在汽車的車身大梁、發(fā)動(dòng)機(jī)周邊等所有焊接部位都會(huì)用到堵塊。堵塊材料要求具備優(yōu)異的綜合性能，包括回彈性好、密封性強(qiáng)、剛性韌性平衡等。項(xiàng)目組經(jīng)過試制，把如此多的功能和性能都集中到一種材料身上，改變了以前不同部位用不同堵塊的狀況。車身周邊、大梁等處用上同樣的堵塊，避免了裝配失誤帶來的安全隱患。

研發(fā)+攻關(guān)：協(xié)同創(chuàng)新成果多

要提升聚合物復(fù)合材料的韌性、剛性、強(qiáng)度等性能和阻燃、耐寒、耐高溫、回彈性、密封性等功能，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)在聚合物中的分布符合設(shè)計(jì)要求？項(xiàng)目組開設(shè)多個(gè)課題，與相關(guān)企業(yè)開展聯(lián)合攻關(guān)。

經(jīng)過10多年的合作攻關(guān)，項(xiàng)目組終于找到了界面增容、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。這些成果的先進(jìn)性獲得了社會(huì)的廣泛認(rèn)可。在上海市科學(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)研究院等單位測試，認(rèn)為其性能指標(biāo)達(dá)到或超過了國際同類產(chǎn)品美國吉安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)于德國公司的產(chǎn)品……

節(jié)能+環(huán)保：經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益佳

未來的競爭是材料的競爭。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，往往能在市場競爭中輕松勝出。同時(shí)由于國家鼓勵(lì)新材料的研發(fā)和應(yīng)用，新材料企業(yè)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)還比國外同類產(chǎn)品低20%。

聚酰胺材料具有很高的剛性和長期耐熱性，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)超過了國外同類產(chǎn)品，已在中高檔國產(chǎn)轎車中投入應(yīng)用?！皬?fù)合化是材料發(fā)展的必然趨勢之一，聚合物基復(fù)合材料是目前用量最大的品種?！崩畲褐医淌诒硎?，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，滿足人們生活的不同需求。