高分子材料工程國家重點實驗室(四川大學)

高分子材料工程國家重點實驗室(四川大學)(以下簡稱實驗室)是世界銀行貸款建設的“重點學科發展項目”中 75個國家重點實驗室之一和7個試點實驗室之一，于1991年組建，已4次通過國家評估。實驗室創始人是我國杰出的高分子材料科學家、中國科學院院士徐僖教授。實驗室依托學科是我國高校第一個高分子材料專業，國家首批重點學科及最早的碩士點、博士點和博士后流動站。現有固定人員52名。實驗室的總體定位是瞄準國家關鍵需求和國際高分子材料科學研究前沿，以高分子材料高性能化及加工為特色，開展應用基礎研究，建設高分子材料領域國內領先、國際知名的科研和人才培養基地。實驗室擁有1萬多平方米的科研實驗用房和價值5 000余萬元的儀器設備。

1 研究方向

☆通用高分子材料高性能化新技術和新原理

☆聚合物成型理論和技術

☆高性能及功能高分子材料

☆油田開發用高分子材料

☆廢棄高分子材料再生利用與環境友好高分子材料

2 研究進展

通用高分子材料高性能化新技術新原理圍繞通用高分子材料高性能化這一迫切需要解決的重大難題，在高分子材料基礎共性科學問題上開展了深入研究：提出通過界面聚合物形態結構調控，增強聚合物填充復合材料的界面強度；提出聚合物/彈性體/無機填料三元復合材料中沙袋化結構和填料網絡結構增韌的形態控制新方法；建立填充粒子形態結構控制方法；發明了高性能聚合物/超細無機粉體復合材料的形態控制技術與新方法。與中石油合作，建立了制備聚烯烴專用樹脂的關鍵技術及工藝包，并成功應用于BOPP等多種高性能專用樹脂；與中石化合作，成功開發了萬噸級國產SEBS成套技術；在國內率先開發出低醇解度和低聚合度聚乙烯醇PVA分散劑、快速溶解PVA和PVA固載微生物水凝膠、單苯基-雙苯基高性能硅橡膠等新材料。開展了西部典型環境中高分子材料老化失效機理的模擬研究與防老化研究，建立了相應的數據平臺，為高分子材料的使用壽命預測提供判據。

聚合物雜化串晶(a)和界面結晶結構(b)

聚合物成型理論和技術承擔了國家自然科學基金委創新研究群體、重大科學儀器基金等多個項目。在基礎共性科學問題“聚合物加工過程結構調控”研究上取得成果，建立了一系列聚合物加工新裝置和加工新技術：聚合物管旋轉擠出裝置和旋轉擠出加工新方法、微(納)層擠出復合系統及多層共擠加工新技術、聚合物注塑形態控制裝置和振動注射成型加工新技術等。同時與國內外多個知名生產企業合作開展加工技術產業化工作，并取得良好效果：開發了BOPP煙膜高速制造技術；高速制造優質PPR、PE100管材管件技術；設計制造了國內第一條鋰離子電池聚丙烯微孔隔離膜干法生產線；制備了目前國內唯一能適用于大功率動力鋰電池的聚丙烯復合隔膜，打破了國外產品的壟斷局面；設計制造了一套適合PPS樹脂高溫、高粘擠出條件的薄膜擠出流延機組，使我國成為除美國和日本以外掌握薄膜級PPS樹脂生產技術的國家。

聚合物旋轉擠出生產線(a)和微納層共擠出中試生產線(b)

高性能和功能高分子材料創建了高強耐磨耐熱水的維綸制備新技術，已在國內纖維企業推廣應用；解決了PVA熱塑性加工國際難題，在中石化四川維尼綸廠建成了熔紡PVA纖維中試生產線；建成一條年產1 000 t阻燃耐高溫聚芳噁二唑(POD)纖維產業化生產線，一條耐高溫聚酰亞胺(PI)纖維生產示范線和一條耐高溫纖維級聚苯硫醚(PPS)樹脂及長絲產業化關鍵技術及中試生產線；創建了高強無鹵阻燃PVA維綸制備新技術；發明了原位成囊法制備高熱焓相變儲能維綸的新方法，已成功工業化。系統開展了新型高性能苯并噁嗪的分子模擬、設計、合成基礎研究，完成了多項軍品配套項目，建立了軍工產品質量控制指標體系；研發了高耐溫抗燒蝕系列橡膠密封材料以及系列特種泡沫材料，已應用于國防軍工。制備了一種聚氨酯智能納米給藥裝置，實現可控膠束化和高載藥量，相關成果發表在《Advance Materials》、《Biomaterials》等期刊上；在國際上率先發現聚焦超聲可應用于控制聚合物的形狀記憶和藥物釋放，被英國皇家化學會期刊 《Chemistry World》報道。開發了高通量聚醚砜中空纖維膜血液透析器，獲國家醫藥管理局注冊證，已得到臨床應用并實現了產業化生產。

高強維綸混紡面料已作為陸海空、武警夏/冬季作訓服面料(a)和PVA熔紡中試生產線(b)

油田開發用高分子材料承擔了國家科技重大專項課題“高溫高鹽油田提高采收率技術”，針對高溫高鹽和聚合物驅后油藏對驅油劑的要求及現有驅油劑的不足，創新性地提出一種部分交聯結構的分子結構，合成了新型的驅油劑。基于異丙基丙烯酰胺和自制的溫敏功能單體，制備了系列在升溫及無機鹽存在條件下具有優良增粘能力的水溶性聚合物。

廢棄高分子材料再生利用與環境友好高分子材料制備通過組分設計、結構設計、共混復合和原位增強等技術發明制備了一系列新型環境友好高分子材料，包括無鹵阻燃高分子材料、天然高分子復合材料，環保增塑體系等，并建立了廢棄塑料和橡膠的回收利用新技術：①發明了無鹵液晶高分子阻燃劑 “原位”增強阻燃技術、無鹵支化和超支化高分子高效成炭劑、分子復合改性合成新型高效無鹵阻燃劑三聚氰胺氰尿酸鹽制備新技術、反應性擠出加工制備無鹵阻燃劑及阻燃高分子材料新技術等。采用多重協效阻燃方法制備了無鹵阻燃聚苯乙烯泡沫材料、玻纖增強聚甲醛、高填充玻纖增強尼龍、抗靜電聚乙烯管道等材料，20余項專利技術已獲得應用。②建立了環境友好高分子材料共混復合及加工新技術，制備出一種可回收的新型高填充聚乙烯非植物纖維紙，已形成年產52萬t生產規模；采用無機粉體高填充聚烯烴復合材料研制了一類新型無甲醛的環保壁紙，并成功工業化應用；研發的新型環保無苯型增塑劑已工業化生產。在廢棄高分子材料回收利用方面，建立了一系列高分子材料高性能化的固相力化學新技術，為解決廢棄高分子材料回收利用難題提供了新途徑。

填充聚烯烴復合材料無甲醛環保壁紙

3 學術成果

近年來，實驗室獲國家技術發明獎二等獎3項，2009年、2012年度教育部技術發明一、二等獎各1項，中國紡織工業協會科技進步一等獎1項，中石化集團科學技術進步獎二等獎1項，2011年吉林省科技發明二等獎1項。2008～2012年發表SCI論文1 248篇，已被引用5 200余次。主辦有《高分子材料與工程》和《油田化學》兩個核心期刊。

4 合作交流

英國科技和教育大臣David Willetts率代表團考察實驗室中英先進材料研究所和國際聚合物微型加工中心

實驗室在國內與中石油、中石化等8家特大型國有企業聯辦了研究室/研發中心，在國際上先后與12個國家的29所高校、科研機構和產業界開展了卓有成效的產學研合作。獲準教育部和國家外國專家局高分子材料科學與工程學科創新引智基地計劃，與英方合作建立了中英先進材料研究所和國際聚合物微型加工中心，與意大利國家研究理事會建立了多功能聚合物和生物材料國際合作研究中心，與加拿大多倫多大學建立了國際聚合物發泡研究中心。實驗室承擔國際合作項目35項，其中包括自然科學基金重大國際合作項目3項。實驗室還邀請美國、英國、加拿大4名外籍教授為研究生講授4門專業課程。

高分子材料是現代科學技術和國民經濟建設的重要支柱。目前，世界合成樹脂年產量高達3億t，我國合成樹脂年消費量也超過了7 000萬t。大多數高分子材料必需經過加工形成制品方可應用，實驗室緊密結合國民經濟建設發展需要，高度重視與國內產業界密切合作，以基礎研究支持工業技術發展，重視從工業應用課題中提煉共性基礎科學問題，并通過深入系統地研究提出解決方案。同時，實驗室還非常重視高分子材料制備中的工程問題和技術實現，通過各種先進的創新模式，如與大型企業聯合辦研究室、共同承擔國家項目等，解決企業重要關鍵問題，加速科技成果轉化為生產力。