1. 痛點問題
高分子材料在國民經濟和社會發展的各個領域都得到了廣泛的應用。隨著越來越多的高性能、高功能性高分子新材料不斷涌現,以及在雙碳背景下高分子材料的降解回收受到越來越多的關注,都使得壽命可控的高性能材料成為重大需求,同時對材料的老化評價和準確的壽命預測手段有強烈需求。
目前的老化評價方法主要有兩種:室外自然老化和實驗室加速老化,定期取樣測試材料的性能變化。室外自然老化評價結果反映實際使用情況,但周期長達幾個月到幾年,且受氣候條件的影響不可重復。實驗室加速老化的周期有所縮短,但通常也需幾千小時以上,且由于加速老化設備不能完全模擬實際使用條件,導致評價結果常常與實際使用情況不符。
綜上,自然老化的評價周期過長,而加速老化評價不僅評價周期仍然較長,而且結果又常常存疑,嚴重阻礙了新材料投入應用的進程。
2. 解決方案
針對以上痛點問題,本項成果提出了全新思路,即通過對高分子材料老化早期產生的痕量氣相降解產物的高靈敏度檢測,來實現對老化的快速評價。并基于此開發了高分子材料老化快速評價系統,可以實現在光照、溫度、濕度、氧氣等模擬氣候條件下老化的快速評價。該系統具有如下特點:
將評價周期從幾個月~幾年縮短為幾個小時,極大地提高了材料評價的效率,對新材料的研發和應用將起到極大的促進作用。
可以實現多種老化環境因素(光/熱/氧/濕)的單獨應用或耦合應用,可以適應不同老化條件的評價需求。
樣品用量少,mg~g級,對用量極小的功能性新材料(如電子器件中的功能膜等)的穩定性評價具有突出的優點。
合作需求
目前本項目的技術成熟,希望與企業合作,開展如下工作:
1)進行產品的集成和外觀設計、針對不同細分應用領域進行系列產品開發,不斷開拓市場。
2)承接實驗室后續的開發成果,進行產品的升級開發。
3)第三方檢測:建立第三方檢測平臺,對全社會提供老化評價服務。
希望合作企業具有儀器設備的研發和生產能力。所需資金約800-1000萬元,產品開發實驗室約150-200m2。
本系統的潛在市場規模可觀:
新材料研發機構或企業:評價材料的使用穩定性,預測其壽命,與同類材料穩定性的對比;
涂料及下游應用企業:建筑外墻、汽車、飛機等行業用涂料的室外使用穩定性評價和壽命評估;
戶外用品生產企業:產品在戶外使用的耐久性評價;
材料穩定性評價標準檢測機構;
高校和科研院所:研究材料的老化行為和機理,進行老化敏感因素分析等。
本系統更靈敏、更高效、更靈活,對樣品量要求少,運行維護費用低,具有極大的市場競爭力。目前已實現首臺銷售,預計未來3年實現10臺以上的銷售。未來將不斷進行系統的性能提升和產品系列化開發,以研究領域和行業頭部單位為重點,持續進行市場拓展和產品推廣。
本項成果所開發的高分子材料老化快速評價系統是國內外首套,具有自主知識產權。本系統可以實現老化的原位測定,樣品用量少,極為快速高效,而且前期的大量實驗數據表明,本系統的評價結果與自然老化結果有很好的對應性。
本項目技術成熟,且已實現首臺銷售,接下來的重點工作就是進行市場拓展。目前正在申報團體標準,隨著本系統的數據積累,未來還將申請國標。
掃碼關注,查看更多科技成果