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該成果通過分子設(shè)計構(gòu)建了一系列芳腈基聚合物，發(fā)明了熒光性、磁性、導(dǎo)電/介電性的芳腈基聚合物與先進功能材料，獲得了中國發(fā)明專利25項。突破了合成控制、產(chǎn)品純化、環(huán)保處理與規(guī)模裝備等關(guān)鍵技術(shù)，形成了1000噸級聚芳醚腈產(chǎn)業(yè)化合成成果及其系列先進復(fù)合材料、薄膜、纖維應(yīng)用技術(shù)；獲得了500噸級的鄰苯二甲腈樹脂合成裝備及耐高溫先進復(fù)合材料應(yīng)用技術(shù)。取得的大部分發(fā)明成果近三年共產(chǎn)生經(jīng)濟效益超過10億元，取代了部分相關(guān)產(chǎn)品的進口。 左圖：芳腈基聚合物，復(fù)合材料及加工型材的實物照片 右圖：芳腈基聚合物材料的工業(yè)化生產(chǎn)裝置圖

聚乳酸被全球公認(rèn)為21世紀(jì)最有發(fā)展前景的生物質(zhì)塑料，它具有良好的生物降解性/相容性、力學(xué)性質(zhì)、熱塑性、成纖性、透明度高，適用于吹塑、擠出、注塑等多種加工方法，加工方便，部分性能優(yōu)于現(xiàn)有通用塑料；但其同時也存在著強度較低、脆性大、耐熱性差等不足，使得其應(yīng)用僅局限于生產(chǎn)通用塑料、薄膜等領(lǐng)域，要想應(yīng)用于條件較為苛刻的汽車、航空航天、建筑業(yè)等領(lǐng)域，必須對其進行改性以提高其耐熱性能和力學(xué)性能。本項目擬采用課題組多年來積累的研究成果，與相關(guān)企業(yè)展開合作，進行成果的轉(zhuǎn)化和產(chǎn)業(yè)化工作，最終形成具有市場潛力的系列化改性聚乳酸復(fù)合材料制備技術(shù)，例如天然纖維增強聚乳酸、高韌性聚乳酸、高填充級聚乳酸、阻燃級聚乳酸和纖維級聚乳酸等的制備技術(shù)，通過這些技術(shù)制備的改性聚乳酸樹脂將具有更加優(yōu)異和針對性的性能，主要用于生產(chǎn)聚乳酸纖維、薄膜、板材和容器等，可應(yīng)用在生活快消品、農(nóng)用地膜、飛機/汽車內(nèi)飾用材料等領(lǐng)域。項目目標(biāo)是通過深入研究，對部分尚不完善的技術(shù)環(huán)節(jié)進行最后的攻關(guān)，然后整合已有的技術(shù)與專利成果，并進一步放大實驗和標(biāo)準(zhǔn)化測試，形成一系列可直接產(chǎn)業(yè)化的系統(tǒng)化解決方案技術(shù)包，最終順利完成相關(guān)技術(shù)成果的產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)化工作。 本項目研究采用的原材料為可生物降解的聚乳酸，經(jīng)過本團隊十多年的研發(fā)，目前已實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。本項目的主要工作是梳理課題組多年來對聚乳酸樹脂改性的相關(guān)技術(shù)，與授權(quán)專利等成果整合，進一步放大成系列化的產(chǎn)品技術(shù)，最終順利相關(guān)技術(shù)成果的產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)化工作。 項目中的大部分關(guān)鍵技術(shù)均已被攻克，目前需要做的是有目的的對所有技術(shù)進行梳理和整合，查漏補缺，對部分尚不完善的技術(shù)環(huán)節(jié)進行最后的攻關(guān)，從而形成完整的系統(tǒng)化的產(chǎn)品技術(shù)，并與相關(guān)授權(quán)專利進行整合，最后打包形成一系列可直接產(chǎn)業(yè)化的系統(tǒng)化解決方案技術(shù)包。目前70%的聚乳酸市場在對性能要求不太高的包裝行業(yè)中，隨著人們環(huán)保意識的增加，該市場容量會繼續(xù)增加，但由于聚乳酸整體市場的快速增長，包裝材料所占聚乳酸市場比例會逐漸縮小。在汽車、家電及電子產(chǎn)品行業(yè)中對更高性能聚乳酸改性材料的使用是個新趨勢，市場份額雖然不大，但會持續(xù)增長。目前聚乳酸在全球市場的總?cè)萘款A(yù)計為100億元，且有很好的成長潛力。本項目技術(shù)面對的正是高性能、高附加值的潛在市場，其產(chǎn)業(yè)化預(yù)期會有良好的經(jīng)濟效益；項目產(chǎn)品在環(huán)境污染治理和防護方面的貢獻將會產(chǎn)生良好的社會效益。

項目以海上風(fēng)機葉片和大飛機結(jié)構(gòu)材料為研究目標(biāo)，提出根據(jù)環(huán)氧樹脂和雙馬來酰 亞胺樹脂結(jié)構(gòu)特點，設(shè)計并在碳納米管表面引入帶有特征官能團的結(jié)構(gòu)，通過工藝調(diào)整 和儀器分析相結(jié)合控制特征官能團的數(shù)量，制備出質(zhì)量穩(wěn)定的多功能碳納米管改性劑。 然后在不改變碳纖維/環(huán)氧樹脂或 BMI 復(fù)合材料基本成型工藝的條件下，利用此多功能 碳納米管改性劑提高碳纖維/環(huán)氧樹脂或 BMI 復(fù)合材料的韌性、強度、模量、耐沖刷能 力、耐腐蝕和抗老化性能。 

北京大學(xué)工學(xué)院課題組在國內(nèi)較早開展富鋰錳基正極材料相關(guān)研究，在陰離子氧化還原過程的調(diào)制、陰離子電荷補償機理、陰離子氧化還原過程的激發(fā)及陰離子氧化還原富鋰錳基材料制備研究中取得了一系列重要進展。該研究構(gòu)筑了一種O2型具有單層Li2MnO3超結(jié)構(gòu)的富鋰材料,可以提供400mAhg可逆容量，能量密度高達1360wh/kg,是目前鋰離子電池錳基富鋰正極材料最高可逆容量。這種材料通過一個單層的Li2MnO3,激活穩(wěn)定的陰離子氧的氧化還原反應(yīng)，形成一個高度可逆充放電循環(huán)。

一種含鐵富鋰錳基正極材料制備方法，屬于鋰離子二次電池正極材料領(lǐng)域。本發(fā)明采用“共沉淀-混料-煅燒”工藝制備含鐵富鋰錳基正極材料，制備方法如下：采用沉淀劑與可溶性鐵鹽和其它過渡金屬鹽的混合溶液進行共沉淀反應(yīng)，生成前驅(qū)體；前驅(qū)體與鋰化合物混合后，直接煅燒，制備出含鐵富鋰錳基正極材料。該方法優(yōu)點在于簡化了目前含鐵富鋰錳基正極材料制備工藝“共沉淀-混料-水熱合成-煅燒”中的水熱工序，有利于降低含鐵富鋰錳基正極材料的制備成本。

該成果通過分子設(shè)計構(gòu)建了一系列芳腈基聚合物，發(fā)明了熒光性、磁性、導(dǎo)電/介電性的芳腈基聚合物與先進功能材料

1. 項目概述石棉橡膠板（CAF)曾經(jīng)是過程工業(yè)中應(yīng)用最為廣泛的靜密封墊片材料。由于石棉是一種強致癌物質(zhì)，許多發(fā)達國家都已立法禁止生產(chǎn)和使用含石棉纖維的制品，因此世界各國特別是工業(yè)發(fā)達國家都將開發(fā)無石棉密封材料作為密封技術(shù)領(lǐng)域的主要研究方向之一。上世紀(jì)90年代后，國際上一些著名密封板材生產(chǎn)企業(yè)，如美國的Garlock公司，奧地利的Klinger公司，英國的Flextallic公司，德國的Kempchen公司，日本的Valqua、Pillar等公司，相繼研究開發(fā)了多種無石棉短纖維增強的橡膠基密封復(fù)合板材（NAFC材料），并已進入規(guī)模化生產(chǎn)階段，以期在廣泛的領(lǐng)域內(nèi)全面替代CAF。我國自八十年代以來，NAFC材料的年需求量穩(wěn)步上升，但受國外企業(yè)的技術(shù)封鎖以及國內(nèi)耐高溫合成纖維品種相對單一、產(chǎn)量低、進口纖維價格昂貴等因素的限制，NAFC材料的開發(fā)起步艱難，目前國內(nèi)該種材料的應(yīng)用主要依靠進口產(chǎn)品，價格非常昂貴。本項目依托南京工業(yè)大學(xué)在靜密封研究領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢，以傳統(tǒng)的CAF材料制備工藝為基礎(chǔ)，通過合理選擇增強纖維、纖維表面處理工藝，研究纖維增強機理并優(yōu)化材料制備工藝，不斷提高產(chǎn)品的常溫和高溫性能，在保持低成本的前提基礎(chǔ)上，系列化開發(fā)適合當(dāng)前國內(nèi)市場需求的短纖維增強NAFC新材料，并使其達到甚至超過國外進口同類產(chǎn)品的性能指標(biāo)。項目成果擁有自主知識產(chǎn)權(quán)。所開發(fā)產(chǎn)品有望在靜密封領(lǐng)域內(nèi)逐步替代國外進口產(chǎn)品。2. 技術(shù)優(yōu)勢本項目制備開發(fā)的短纖維增強NAFC材料具有耐高溫（300攝氏度）、低蠕變、高強度、低成本的特點。并且其制備工藝簡單，基本沿用了傳統(tǒng)CAF材料的生產(chǎn)設(shè)備。產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)完全滿足國家標(biāo)準(zhǔn)對NAFC材料性能的要求，且某些指標(biāo)已經(jīng)超過了國外同類進口產(chǎn)品。

成果創(chuàng)新點 發(fā)展綠色友好反應(yīng)體系，通過核心過程的耦合，實現(xiàn)關(guān) 鍵中間體 HMF 百噸級生產(chǎn)新工藝研發(fā)與中試；開發(fā)了基于 HMF 下游新型聚合單體的高選擇性合成，實現(xiàn)合成呋喃聚合材料 單體的高效催化氧化新工藝，在提高反應(yīng)濃度的同時提高了 產(chǎn)物收率及選擇性，降低反應(yīng)成本及三廢排放；開展并制備 了呋喃基聚合材料，同時對材料的結(jié)構(gòu)調(diào)控及結(jié)構(gòu)性能關(guān)系 進行研究，呋喃基聚酯材料 PEF 表現(xiàn)出優(yōu)于石油基材料 PET

該成果通過分子設(shè)計構(gòu)建了一系列芳腈基聚合物，發(fā)明了熒光性、磁性、導(dǎo)電/介電性的芳腈基聚合物與先進功能材料，獲得了中國發(fā)明專利25項。突破了合成控制、產(chǎn)品純化、環(huán)保處理與規(guī)模裝備等關(guān)鍵技術(shù)，形成了1000噸級聚芳醚腈產(chǎn)業(yè)化合成成果及其系列先進復(fù)合材料、薄膜、纖維應(yīng)用技術(shù)；獲得了500噸級的鄰苯二甲腈樹脂合成裝備及耐高溫先進復(fù)合材料應(yīng)用技術(shù)。取得的大部分發(fā)明成果近三年共產(chǎn)生經(jīng)濟效益超過10億元，取代了部分相關(guān)產(chǎn)品的進口。