化工新型材料

日本積水化學推出概念車展示彩色碳纖維材料

據(jù)報道，日本積水化學工業(yè)株式會社（Sekisui）創(chuàng)造了一種采用濺射技術(shù)處理的彩色碳纖維材料：超薄的離子化金屬顆粒層直接粘合到表面，從而可以制作彩色碳纖維織物。

Sekisui的概念車融合了多種創(chuàng)新產(chǎn)品，可增強舒適性和安全性：用于夾層玻璃的中間膜用于汽車玻璃，可防止發(fā)生事故時玻璃滲透或散射，并具有防紫外線功能。除了這些基本功能，積水高性能S-LEC中間膜還具有隔音，隔熱和HUD兼容性，并為乘客提供了更為清晰的重要信息圖像。這些產(chǎn)品有助于提高汽車的舒適性和安全性。Sekisui的概念車采用擋風玻璃HUD和Sekisui的“Luminous PVB”：具有同時照明功能的中間膜，可以在整個擋風玻璃和其他車窗上顯示信息。

Sekisui Color Carbon是概念車中安裝的一款引人注目的產(chǎn)品：這是一種采用濺射技術(shù)處理的碳纖維材料。Sekisui創(chuàng)造了一層超薄的離子化金屬顆粒層，該層直接與表面結(jié)合，并能夠創(chuàng)造出驚人的彩色碳纖維織物。根據(jù)金屬的類型，可以實現(xiàn)各種顏色。這意味著有更多定制選項，同時保留了碳的所有優(yōu)點而不會降低顏色。積水還提供多種產(chǎn)品，可改善鋰離子電池及其相關(guān)電子控制單元的安全性，可靠性和重量特性。這些熱管理材料之一是導熱油脂，它具有高導電性，耐磨性和低脫氣性。Sekisui的熱界面材料是值得改進的，特別是對于環(huán)保型車輛而言。另一產(chǎn)品是“Fi-Block”防火材料，可降低電池火勢蔓延的風險。大多數(shù)聚氨酯泡沫是易燃的，但積水的Puxflama泡沫具有很高的防火性。Sekisui提供各種塑料，汽車用成型產(chǎn)品和膠帶。Sekisui泡沫產(chǎn)品中的最新發(fā)展提供了一定程度的透光性。（日本積水化學官網(wǎng)）

美國研發(fā)出可用于陸?？杖姷母咝阅芩芰?/p>

據(jù)報道，布法羅大學研發(fā)出強度是鋼材14倍，質(zhì)量卻只有鋼材1/8的高性能塑料。該研究由陸軍研究署資助，可用于艦船、直升機、坦克、防彈衣等的防護裝甲。超高分子量聚乙烯（UHMWPE）具有優(yōu)異的導熱性能，可將子彈動能快速轉(zhuǎn)化為熱能。研究人員首先利用二氧化硅納米粒子進一步增強UHMWPE性能，再仿照珍珠母中的碳酸鈣排列方式，將UHMWPE制成具有堅硬外殼和靈活內(nèi)部支撐的高性能塑料，可在受到?jīng)_擊時發(fā)生形變，并吸收能量，以抵擋子彈或其他彈丸的沖擊。（中國船舶信息中心）

俄羅斯國家航天集團為高超聲速飛行器研發(fā)隔熱材料

據(jù)報道，俄羅斯國家航天集團正在為高超聲速飛行器整流罩研發(fā)電磁波可穿透的隔熱材料。俄羅斯國家采購網(wǎng)顯示，該集團正在尋找分承包商，研發(fā)基于耐熱連續(xù)纖維編織體的電磁波可穿透的隔熱材料，用于高超聲速飛行器整流罩。此項科研項目的名稱為“道爾”，2020年9月底完成，撥款3.469億盧布。

此外，俄羅斯國家航天集團還在尋找分承包商，研發(fā)在寬溫度范圍內(nèi)對復合材料進行熱機械試驗的技術(shù)（科研項目代號“王后”），以及耐高溫復合材料和新一代瀝青基碳纖維、陶瓷SiC、SiCN纖維增強體生產(chǎn)技術(shù)（科研項目代號“突破”—1）。（中國航天系統(tǒng)科學與工程研究院）

木質(zhì)纖維和蛛絲合成材料可替代塑料

芬蘭研究人員利用木質(zhì)纖維和蜘蛛絲成分研發(fā)出一種新型生物基材料，未來有望用作塑料的替代品。

材料的強度和延展性通常此消彼長不可兼得。芬蘭阿爾托大學研究人員領(lǐng)銜的團隊日前在美國《科學進展》雜志上報告說，他們將木質(zhì)纖維與人造蜘蛛絲中的絲蛋白黏合在一起，研發(fā)出了一種新型生物基材料，具有高強度、高剛度及高柔韌性等特點。研究人員表示，未來這種合成材料可以替代塑料，用于醫(yī)療用品的生產(chǎn)以及紡織業(yè)和包裝業(yè)等。與塑料不同，木質(zhì)纖維和蜘蛛絲這兩種材料的優(yōu)點是它們可以生物降解，比較環(huán)保。

據(jù)介紹，研究團隊首先把樺樹漿分解成細小纖維，并搭建成一個堅硬的纖維網(wǎng)絡，然后再把蜘蛛絲絲蛋白黏合劑滲透到這個網(wǎng)絡中，最終制成了這種新型材料。但研究中使用的蜘蛛絲并不是從蜘蛛網(wǎng)中提取的，而是人造蜘蛛絲，其中的絲蛋白分子化學性質(zhì)與蜘蛛網(wǎng)中的絲蛋白分子相似。（新華網(wǎng)）

突破40年技術(shù)瓶頸 新型人工肌肉材料研發(fā)成功

據(jù)報道，近日，從東南大學獲悉，該校化學化工學院楊洪教授課題組研制出了一種聚氨酯/聚丙烯酸酯互穿網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)液晶彈性體材料，其具有超強的力學性能，突破了40年來的研究瓶頸，在人造肌肉等領(lǐng)域有廣泛的應用前景。該研究成果于近日發(fā)表在國際期刊《美國化學會志》雜志上。

人工肌肉是一種新型智能形狀記憶材料，它能夠通過材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)的改變而伸縮、彎曲、束緊或膨脹。目前，常用的人工肌肉材料有壓電陶瓷、形狀記憶合金、電活性聚合物等。液晶彈性體是一種典型的雙向形狀記憶材料，具有形變大、形變可逆等技術(shù)優(yōu)點，在仿生器件、軟機器人等領(lǐng)域有很好的應用前景。然而，經(jīng)過長達40年的發(fā)展，液晶彈性體研究仍停留在實驗室層面，未實現(xiàn)工業(yè)化應用。

楊洪介紹，液晶彈性體40年前就研發(fā)出來了，20年前，人們認識到它可以作為人工肌肉的優(yōu)質(zhì)材料使用。“液晶彈性體作為最好的雙向形狀記憶材料，形變量大，可以從100cm壓縮到20cm，形變速度也快，這比壓電陶瓷等材料更有優(yōu)勢?！?/p>

但限制其應用的關(guān)鍵科學問題是，液晶彈性體在形變過程中產(chǎn)生的應力太小，無法滿足實際應用場景的力學性能需求。楊洪說：“影響應力大小的一個很重要的指數(shù)是彈性模量的大小，目前國內(nèi)外研究的液晶彈性體的形變彈性模量只有一點幾兆帕，如果想用作人工肌肉使用，至少要到10MPa?！?/p>

楊洪教授科研團隊另辟蹊徑，采用將聚氨酯液晶彈性體和聚丙烯酸酯液晶熱固體的小分子前體組分混合，再同步交聯(lián)的技術(shù)途徑，制備了一種聚氨酯/聚丙烯酸酯互穿網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)液晶彈性體材料，其收縮應變、應力、彈性模量分別達到了46%、2.53MPa、10.4MPa，首次全面滿足了液晶彈性體基人造肌肉的力學性能要求，突破了該領(lǐng)域的技術(shù)瓶頸。（科技日報）

我國每年產(chǎn)生廢舊紡織品達2 000萬t專家呼吁提高利用率

據(jù)報道，我國每年大概產(chǎn)生2 000萬t的廢舊紡織品，怎么進行高值化的廢紡利用成為環(huán)保業(yè)界關(guān)注的重要話題?！吨袊鴱U舊紡織品再生利用技術(shù)進展白皮書》指出，中國每年消耗的紡織纖維達3 500萬t，每年產(chǎn)生的廢舊紡織品可達2 000萬t。中國再生資源回收利用協(xié)會副會長兼秘書長潘永剛認為，未來廢紡市場潛力巨大，政策利好可以期待。

據(jù)了解，目前，廢舊紡織品的回收大致分為政府支持的廢舊衣物回收箱模式以及民間組織自發(fā)回收、品牌服裝企業(yè)自主回收、公益組織回收等模式。中國廢舊紡織品的再生利用率不到20%。

“當前國家大力推動垃圾分類工作，為廢紡的資源化利用提供了更大的契機?！迸擞绖傉f，全國46個垃圾分類重點城市中已有29個城市明確對個人違規(guī)投放垃圾行為進行處罰，各地垃圾分類立法進程正不斷加快；同時，一些地方管理部門將廢舊紡織品與廢金屬、廢塑料、廢紙、廢玻璃并列為主要可回收物，明確了分類標準。

“不同的紡織品面料，在回收利用的時候，都可以回收上來，但是怎樣分類、利用，難度非常大?！眹野l(fā)改委環(huán)資司原副司長馬榮介紹說，目前我國的垃圾回收處理行業(yè)還存在法律法規(guī)不健全、回收模式不清、缺乏有效監(jiān)管等問題，同時，加強環(huán)保的公共意識和教育也有待提高。

“廢紡利用，市場先行”。隨著人們生活水平的提高，廢紡產(chǎn)生量越來越多，一些專家認為廢紡利用要取得發(fā)展，后端的商品出口要打通，企業(yè)有盈利能力才能生存和發(fā)展，環(huán)保進程也能更好地與之相應推進。

潘永剛認為，讓廢紡回收利用成為健康產(chǎn)業(yè)，需要技術(shù)提升、裝備升級、標準完善，更需要在廢紡利用及再生產(chǎn)品的使用上獲得更多的政策支持，推動產(chǎn)業(yè)提質(zhì)增效。

“回收及資源化利用企業(yè)要在提高效益的同時減少投入成本，才能推動行業(yè)可持續(xù)發(fā)展?！鼻迦A大學環(huán)境學院教授劉建國指出，提高產(chǎn)業(yè)集聚度、拓展延伸產(chǎn)業(yè)鏈和提升再生產(chǎn)品質(zhì)量，是實現(xiàn)環(huán)保領(lǐng)域行業(yè)轉(zhuǎn)型升級的必然選擇。

“改變再生資源回收由市場主導、垃圾運收處理由政府主導的‘二元分治模式是必然要求。”劉建國同時指出，不管是垃圾處理還是再生資源回收，都要從過去一種比較單純的市場行為模式向全民參與、社會共治的方向轉(zhuǎn)變。（新華網(wǎng)）

二維膜材不用壓力也能凈水

據(jù)報道，近日，福州大學教授徐藝軍課題組報道了一種對二維碳化鈦基薄膜微觀結(jié)構(gòu)和表面性質(zhì)的雙重調(diào)控策略，實現(xiàn)了該薄膜在無壓力驅(qū)動的條件下，有效去除水體中的多種重金屬離子。

水體中的重金屬離子污染物具有毒性強、遷移率高和非生物降解等特點，如何去除水體中的重金屬離子已經(jīng)成為全球關(guān)注的重要問題。二維材料基薄膜在去除水體中的重金屬離子方面具有廣闊的應用前景，但由于其在形成薄膜過程中容易堆疊形成具有高密度的致密結(jié)構(gòu)，由此得到的膜材料在水凈化應用中通常為壓力驅(qū)動的過濾膜。

此外，二維膜材料只能選擇性地吸附特定的重金屬離子，在無壓力驅(qū)動的條件下，在一種二維材料基薄膜上實現(xiàn)多種重金屬離子的去除是一個具有挑戰(zhàn)性的課題。

徐藝軍課題組通過在二維碳化鈦組裝成膜過程中，引入還原氧化石墨烯，對其納米片進行插層防止堆疊，從而增加膜材料與水體中重金屬離子的接觸面積。在此基礎(chǔ)上，研究人員對二維碳化鈦基薄膜進一步進行表面羥基化處理，不僅可以有效改善其水潤濕性，而且還可以增強對重金屬離子的吸附和還原作用。

在微觀結(jié)構(gòu)和表面性質(zhì)優(yōu)化的協(xié)同效應下，二維碳化鈦基薄膜對于水體中的多種重金屬陽離子和重金屬陰離子有明顯的去除作用。此外，回收的二維碳化鈦基薄膜可以進行再生處理，實現(xiàn)循環(huán)利用。（中國化工報）

新型碳纖維筋：可替代鋼筋

據(jù)報道，近日，上海石化與哈爾濱工業(yè)大學等合作開發(fā)的新型結(jié)構(gòu)材料碳纖維筋替代鋼筋，在青島某科教園工程項目中成功應用，為碳纖維復合材料在海洋環(huán)境下的工程應用拓展了新空間。

碳纖維筋是采用特殊拉擠工藝將碳纖維與樹脂結(jié)合制成的形似鋼筋的新型高性能復合材料，具有強度高、質(zhì)量輕、耐腐蝕等優(yōu)點。之前在國內(nèi)外土木工程領(lǐng)域，碳纖維復合材料主要用于加固補強，而碳纖維筋替代鋼筋直接作為筑造本體，由于涉及結(jié)構(gòu)設(shè)計、施工質(zhì)量、制造成本等諸多難題，尚處于起步探索階段。

上海石化與合作單位研制開發(fā)的碳纖維筋材料采用上海石化生產(chǎn)的碳纖維。權(quán)威部門測試鑒定結(jié)果表明，制品的抗拉強度、彈性模量等關(guān)鍵指標均優(yōu)于國家相關(guān)規(guī)范標準。

據(jù)工程人員介紹，由于青島某科教園工程項目緊靠黃海，用碳纖維筋替代鋼筋不但能降低構(gòu)筑物自重，還增強了混凝土筋結(jié)構(gòu)的耐海洋腐蝕性、耐水泥堿性等，可提高建筑物的耐久性能，降低維護成本，延長使用期限。（中國化工報）

上海打造碳纖維產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈

據(jù)報道，從2019浦江創(chuàng)新論壇——碳纖維復合材料產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展高峰論壇上獲悉，在引進新材料產(chǎn)業(yè)龍頭企業(yè)、科研機構(gòu)和上下游配套項目的基礎(chǔ)上，上海金山碳纖維復合材料相關(guān)產(chǎn)業(yè)規(guī)模力爭在2035年達到400億～500億元左右，建成具有全球競爭力的碳纖維復合材料研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化示范基地。

上海已在金山建立碳纖維復合材料創(chuàng)新研究院，由金山區(qū)政府、上海石化、上海電氣集團、東華大學、中國商飛等9家單位聯(lián)合發(fā)起成立，將開展前瞻技術(shù)與創(chuàng)新應用研究，建設(shè)信息服務、設(shè)計服務、科研服務、工程服務四個中心，提供產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)研發(fā)與轉(zhuǎn)化技術(shù)服務，加速“孵化”科研成果和技術(shù)產(chǎn)品，通過集聚國內(nèi)外一流科研團隊，瞄準一批行業(yè)急需突破的核心關(guān)鍵技術(shù)進行“破冰”攻堅，支撐引領(lǐng)碳纖維產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

上海金山區(qū)委書記趙衛(wèi)星說，上海金山是打響“上海制造”品牌的重要承載區(qū)，碳纖維是著力發(fā)展的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一，將整合長三角產(chǎn)業(yè)資源，重點突破碳纖維產(chǎn)業(yè)“卡脖子”的關(guān)鍵技術(shù)，創(chuàng)新下游重點領(lǐng)域的應用。此次最新共有15個相關(guān)項目簽約落戶上海金山，其中產(chǎn)業(yè)類項目5個，計劃總投資約70億元，包括上海石化年產(chǎn)1.2萬t48K大絲束碳纖維項目，將為下游應用提供充足原料。（新華網(wǎng)）