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具有微納多孔結(jié)構(gòu)的聚四氟乙烯（PTFE）微孔材料在高效過濾、防水透聲、高端織物、醫(yī)療器械等國民經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵材料。但是，由于PTFE材料極難加工，近五十年來，只有美國Gore公司開發(fā)的拉伸法實(shí)現(xiàn)了PTFE微孔產(chǎn)品的大規(guī)模商品化生產(chǎn)，產(chǎn)值高達(dá)百億。但是，拉伸法存在的一些頑固問題仍然沒有得到解決，如產(chǎn)品均勻性、產(chǎn)品孔徑與孔隙率的。本成果顛覆傳統(tǒng)拉伸法，創(chuàng)造性地提出了基于剪切誘導(dǎo)原位成纖工藝，巧妙地解決了存在半個(gè)多世紀(jì)的問題，可制備具有高孔隙率、小孔徑、高強(qiáng)度的高性能PTFE微孔材料，并且可根據(jù)生產(chǎn)需求靈活調(diào)整產(chǎn)品宏觀性狀與微觀結(jié)構(gòu)，僅通過簡單的工藝參數(shù)調(diào)整，即可實(shí)現(xiàn)具有不同微觀結(jié)構(gòu)的平板膜、纖維、中空纖維膜、微孔泡沫等批量化生產(chǎn)。與拉伸法相比，本成果工藝靈活、設(shè)備簡單、能耗顯著降低、無環(huán)境污染，具有良好的產(chǎn)業(yè)化潛力。此外，本成果提供了一種具有普適性的PTFE微孔材料改性方法，可以通過先進(jìn)的復(fù)合工藝實(shí)現(xiàn)具有高導(dǎo)電、高導(dǎo)熱等功能化PTFE材料，有效填補(bǔ)市場(chǎng)空白。圍繞本成果，已發(fā)表多篇國際論文、申請(qǐng)四項(xiàng)國家發(fā)明專利、兩項(xiàng)海外專利，在油水/固液分離、先進(jìn)織物等領(lǐng)域具有良好應(yīng)用前景，相關(guān)產(chǎn)品已成功驗(yàn)證并得到多方行業(yè)內(nèi)專家認(rèn)可。

一、 項(xiàng)目簡介新型磁功能材料目前主要有超磁致伸縮材料、磁性液體材料、硅鋼材料、電磁流變液、壓電和鐵電材料等，這些材料都具有優(yōu)異的性能和廣泛的應(yīng)用前景，為電工及相關(guān)行業(yè)的發(fā)展起到巨大的推動(dòng)作用。在磁功能材料性能測(cè)試方面，測(cè)試了硅鋼單片及疊片直流偏磁下的磁化特性和磁致伸縮特性，測(cè)試了磁性液體的磁化特性、磁粘特性和表面張力等。在磁功能材料數(shù)學(xué)建模和求解方面，從材料的應(yīng)用特性著手，以超磁致伸縮材料、磁性液體、硅鋼材料和電磁流變液為例，考慮機(jī)械效應(yīng)、溫度效應(yīng)、電場(chǎng)效應(yīng)、磁場(chǎng)效應(yīng)等因素，利用能量變分原理建立電-磁-機(jī)械耦合模型，編制材料應(yīng)用特性模型與分析軟件。在磁功能材料應(yīng)用方面，研究了超磁致伸縮力傳感器、加速度傳感器，研究了磁性液體加速度傳感器、傾斜角傳感器、微壓差傳感器等，研究了磁性液體在物體比重測(cè)試技術(shù)和減振技術(shù)中的應(yīng)用。二、 技術(shù)指標(biāo)（包括鑒定、知識(shí)產(chǎn)權(quán)專利、獲獎(jiǎng)等情況）在國內(nèi)外學(xué)術(shù)期刊和國際會(huì)議上發(fā)表相關(guān)論文100余篇，被三大檢索收錄70余篇。參加相關(guān)科研項(xiàng)目16項(xiàng)，其中國家自然科學(xué)基金2項(xiàng)，省部級(jí)項(xiàng)目11項(xiàng)，技術(shù)開發(fā)項(xiàng)目1項(xiàng)。授權(quán)發(fā)明專利2項(xiàng)。三、 高清成果圖片3-4張

本技術(shù)適用于芳綸纖維、高強(qiáng)高模聚乙烯纖維、碳纖維、聚醚醚酮纖維、聚酰亞胺纖維等高性能化學(xué)纖維，采用濕法造紙技術(shù)，制備絕緣紙、摩擦材料等紙基功能材料和蜂窩紙等高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)材料等。解決了高性能纖維紙基功能材料生產(chǎn)中的纖維改性、分散、濕法成形和高溫?zé)釅旱汝P(guān)鍵技術(shù)。可提供高性能纖維紙基材料濕法連續(xù)生產(chǎn)線成套技術(shù)，為相關(guān)行業(yè)提供高性能纖維紙基功能材料和結(jié)構(gòu)材料及其復(fù)合材料等高新技術(shù)材料產(chǎn)品。

成果描述：電測(cè)應(yīng)力分析實(shí)驗(yàn)是材料力學(xué)教學(xué)中不可缺少的多項(xiàng)目組合性實(shí)驗(yàn)，主要包括：壓桿穩(wěn)定實(shí)驗(yàn)、等強(qiáng)度梁實(shí)試驗(yàn)、懸臂梁實(shí)驗(yàn)、彎扭組合受力分析、偏心拉伸實(shí)驗(yàn)等，獨(dú)立分散的實(shí)驗(yàn)設(shè)備不僅投入大、擠占實(shí)驗(yàn)室空間，而且沒有必要。目前使用的手搖加載式實(shí)驗(yàn)臺(tái)，學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程中經(jīng)常出現(xiàn)加載不均、過加載等問題，造成實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)輸出跳變、壓力傳感器過載損壞、試件超載。針對(duì)上述問題，多功能步進(jìn)電機(jī)自動(dòng)加載試驗(yàn)臺(tái)在完成材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的基礎(chǔ)上，還可滿足實(shí)驗(yàn)力學(xué)中電阻應(yīng)變片靈敏系數(shù)的標(biāo)定，材料彈性模量E，泊松比μ的測(cè)定，電阻應(yīng)變片橫向效應(yīng)系數(shù)測(cè)定實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。在程序端開放加載模式控制接口，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)電測(cè)實(shí)驗(yàn)的總體把握能力、學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)采集與同步加載的編程能力，為創(chuàng)新性開放實(shí)驗(yàn)提供基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)條件。市場(chǎng)前景分析：設(shè)備適用于高校材料力學(xué)電測(cè)實(shí)驗(yàn)。材料力學(xué)是工科院校中重要的基礎(chǔ)課程。材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是基礎(chǔ)力學(xué)教學(xué)的重要組成部分。普通高校每年實(shí)驗(yàn)學(xué)生人數(shù)都在千人以上，按2-3人分組，一般配備臺(tái)數(shù)均在幾十臺(tái)。與同類成果相比的優(yōu)勢(shì)分析：（1）加載速度0.01mm~5mm/min （2）最大加載力 8000N （3）最大行程 100mm （4）測(cè)試精度 0.5% （5）模數(shù)轉(zhuǎn)換 16bit 最大采樣速率 5KSPS （6）數(shù)據(jù)采集及顯示軟件 國內(nèi)先進(jìn)。

以功能微納米材料性能的調(diào)控為核心，以應(yīng)用需求為導(dǎo)向，設(shè)計(jì)并制備新型的功能微納米材料。開發(fā)出量子點(diǎn)熒光微球制備新方法，建立了單波長熒光編碼理論，實(shí)現(xiàn)了乙肝病毒、腫瘤標(biāo)志物等的高通量多元檢測(cè)；發(fā)現(xiàn)并制備出新型半金屬及其化合物納米材料，成功將其應(yīng)用于癌癥的成像和治療；設(shè)計(jì)制備摻雜量子點(diǎn)及其納米復(fù)合材料應(yīng)用于白光LED，解決了熒光粉之間的重吸收和散射。

成果創(chuàng)新點(diǎn) 團(tuán)隊(duì)以加工路線圖為指導(dǎo)，研發(fā)能源環(huán)境為應(yīng)用導(dǎo)向 的微孔功能膜、信息顯示為應(yīng)用導(dǎo)向的光學(xué)膜和可持續(xù)農(nóng) 業(yè)發(fā)展的功能農(nóng)膜，力爭建成具有國際影響力、服務(wù)我國 高性能薄膜產(chǎn)品研發(fā)的基地。成果基于薄膜加工參數(shù)空間 材料基因圖譜可實(shí)現(xiàn)多重尺度結(jié)構(gòu)精確調(diào)控，解決了行業(yè) 薄膜結(jié)構(gòu)、形貌穩(wěn)定性差，力學(xué)性能低，厚度波動(dòng)大、產(chǎn) 品一致性差，成品率低，生產(chǎn)效率低下等關(guān)鍵技術(shù)挑戰(zhàn)。 技術(shù)成熟度

在努力打造世界頂尖的光學(xué)成像與多維度分析儀器平臺(tái)，指導(dǎo)和推動(dòng)新型功能材料的開發(fā)，從而為納米光學(xué)、光電子技術(shù)、超分辨亞細(xì)胞成像、單分子檢測(cè)、量子通訊和大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等領(lǐng)域的下一次突破提供“利器”。 當(dāng)今的納米材料合成已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了高度可控，但即使是同一批次合成的發(fā)光納米粒子，單個(gè)顆粒的光學(xué)性質(zhì)往往是不均勻的，這是由于尺寸、形狀、結(jié)構(gòu)缺陷、表面基團(tuán)和電荷等方面的細(xì)微影響。這一構(gòu)效關(guān)系是與材料科學(xué)、

團(tuán)隊(duì)以加工路線圖為指導(dǎo)，研發(fā)能源環(huán)境為應(yīng)用導(dǎo)向的微孔功能膜、信息顯示為應(yīng)用導(dǎo)向的光學(xué)膜和可持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展的功能農(nóng)膜，力爭建成具有國際影響力、服務(wù)我國高性能薄膜產(chǎn)品研發(fā)的基地。成果基于薄膜加工參數(shù)空間材料基因圖譜可實(shí)現(xiàn)多重尺度結(jié)構(gòu)精確調(diào)控，解決了行業(yè)薄膜結(jié)構(gòu)、形貌穩(wěn)定性差，力學(xué)性能低，厚度波動(dòng)大、產(chǎn)品一致性差，成品率低，生產(chǎn)效率低下等關(guān)鍵技術(shù)挑戰(zhàn)。 

功能高分子新型材料與國民經(jīng)濟(jì)、國防建設(shè)和人民生活密切相關(guān)，是我國集 中研究與重點(diǎn)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)之一。樹脂型高分子功能新材料的特性主要是依靠助劑包括增塑劑和熱穩(wěn)定劑等體現(xiàn)出來的，其應(yīng)用領(lǐng)域十分廣闊。本項(xiàng)目針對(duì)助劑領(lǐng)域全球無毒化的趨勢(shì)和要求，將化學(xué)工程與催化、分離科學(xué)原理應(yīng)用于環(huán)保塑料助劑清潔生產(chǎn)技術(shù)工程化，建立化工過程中高品質(zhì)調(diào)控技術(shù)體系，提出開展環(huán)保塑料助劑的催化與合成調(diào)控研究的思路，形成了多種環(huán)保塑料助劑的清潔生產(chǎn)工藝并成功實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，可以工業(yè)化多品種替代鄰苯類增塑劑及重金屬熱穩(wěn)定劑，多項(xiàng)技術(shù)獲得國家發(fā)明專利。

本技術(shù)適用于芳綸纖維、高強(qiáng)高模聚乙烯纖維、碳纖維、聚醚醚酮纖維、聚酰亞胺纖維等高性能化學(xué)纖維，采用濕法造紙技術(shù)，制備絕緣紙、摩擦材料等紙基功能材料和蜂窩紙等高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)材料等。解決了高性能纖維紙基功能材料生產(chǎn)中的纖維改性、分散、濕法成形和高溫?zé)釅旱汝P(guān)鍵技術(shù)。可提供高性能纖維紙基材料濕法連續(xù)生產(chǎn)線成套技術(shù)，為相關(guān)行業(yè)提供高性能纖維紙基功能材料和結(jié)構(gòu)材料及其復(fù)合材料等高新技術(shù)材料產(chǎn)品。 關(guān)鍵技術(shù) 對(duì)于濕法抄造工藝來說，纖維能否均勻分散、濕法成型工藝和熱壓工藝是否合理是決定產(chǎn)品質(zhì)量是否合格的重要因素。本項(xiàng)目成果解決了高性能纖維紙基材料生產(chǎn)中的纖維改性、分散、濕法成形和高溫?zé)釅旱汝P(guān)鍵技術(shù)。超高效碳纖維電磁屏蔽紙的制備創(chuàng)新地利用碳纖維、金屬導(dǎo)電纖維這兩種纖維的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，保證成紙?jiān)趽碛辛己闷帘涡艿耐瑫r(shí)具有很好的機(jī)械性能和柔韌性。性能良好的超高分子量聚乙烯纖維紙主要是采用纖維洗滌-超聲預(yù)處理-疏解分散-分散劑分散工藝，通過預(yù)處理、添加助劑、成型和增強(qiáng)而制得。采用聚酰亞胺纖維通過自有技術(shù)制備得到高性能的聚酰亞胺纖維絕緣紙等紙基功能材料。采用碳纖維配用聚醚醚酮纖維制備紙基摩擦材料。 知識(shí)產(chǎn)權(quán)及項(xiàng)目獲獎(jiǎng)情況 一種聚酰亞胺導(dǎo)電紙的制備方法 201610487328.X 一種超高分子量聚乙烯纖維紙的制備方法 201610921059.3 一種超高分子量聚乙烯纖維的預(yù)處理分散方法 201610920332.0 一種超高效碳纖維電磁屏蔽紙 201710204473.7 一種聚醚醚酮纖維紙及其制備方法 201710544478.4 一種碳纖維增強(qiáng)聚醚醚酮紙基摩擦材料及其制備方法 201710559878.2 項(xiàng)目成熟度 實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)和中試已完成，部分成果已經(jīng)用于試生產(chǎn)。 投資期望及應(yīng)用情況 期望在碳纖維、高強(qiáng)高模聚乙烯纖維、聚醚醚酮纖維技等高性能纖維共同進(jìn)行技術(shù)開發(fā)或技術(shù)轉(zhuǎn)讓。 采用高性能纖維制備紙基功能材料和結(jié)構(gòu)材料是航空航天、國防、高鐵和電力電機(jī)等重要領(lǐng)域開發(fā)的一類產(chǎn)品，目前主要是日本、奧地利和美國等國家生產(chǎn)。 國內(nèi)近年開始關(guān)注，并有少數(shù)幾家開始進(jìn)行，但尚只能生產(chǎn)少數(shù)幾類低檔次產(chǎn)品。目前已經(jīng)利用本項(xiàng)目成果建成年產(chǎn) 150 噸聚酰亞胺纖維絕緣紙生產(chǎn)線，生產(chǎn)聚酰亞胺纖維絕緣紙。