神奇材料為美好生活添彩
——記上海技術(shù)發(fā)明一等獎項目改性聚合物復合材料

華東理工大學李春忠教授領(lǐng)銜的項目組通過多種材料間的優(yōu)勢互補，造就了一批性能優(yōu)異的新材料。這些材料廣泛地應用在天文、汽車、通信、建筑等各個領(lǐng)域，為當今日新月異發(fā)展的美好生活增光添彩。最近，其開發(fā)的多相協(xié)同改性聚合物復合材料獲得2017年度上海市技術(shù)發(fā)明一等獎。

性能+功能：復合材料應用廣

電梯、無線基站、汽車，都會用到李春忠教授項目組研發(fā)的聚合物復合材料。研發(fā)的材料既含具有介電或阻燃等功能特性的環(huán)保聚氯乙烯，也有力學性能優(yōu)異的聚丙烯、聚酰胺、聚對苯二甲酸丁二醇酯等復合材料。具有綠色、阻燃特性的電梯平衡補償鏈包裹材料就是其中的一種。電梯平衡補償鏈是保持電梯平穩(wěn)運行的重要安全部件，通常用聚氯乙烯包裹。但現(xiàn)有材料含有的一些有害材料在燃燒過程中煙密度大，且易產(chǎn)生有毒氣體，已被歐盟法規(guī)禁用。項目組研發(fā)的高氧指數(shù)、低煙密度無鹵阻燃聚合物彈性體滿足歐盟法規(guī)要求，其阻燃和力學性能均超過德國和美國知名公司的產(chǎn)品。

項目組研發(fā)的一種能承受80℃溫度，抗紫外線、耐老化、抗風等功能強大，適合長期在戶外使用，并且還是可循環(huán)使用的環(huán)保材料，可應用在無線通信基站的射頻天線罩上，保護射頻天線免受紫外線、風雨、溫度等侵蝕。

在汽車的車身大梁、發(fā)動機周邊等所有焊接部位都會用到堵塊。堵塊材料要求具備優(yōu)異的綜合性能，包括回彈性好、密封性強、剛性韌性平衡等。項目組經(jīng)過試制，把如此多的功能和性能都集中到一種材料身上，改變了以前不同部位用不同堵塊的狀況。車身周邊、大梁等處用上同樣的堵塊，避免了裝配失誤帶來的安全隱患。

研發(fā)+攻關(guān)：協(xié)同創(chuàng)新成果多

要提升聚合物復合材料的韌性、剛性、強度等性能和阻燃、耐寒、耐高溫、回彈性、密封性等功能，就需要在聚合物中加入不同的物質(zhì)。加什么？怎么加？如何使這些物質(zhì)在聚合物中的分布符合設(shè)計要求？項目組開設(shè)多個課題，與相關(guān)企業(yè)開展聯(lián)合攻關(guān)。

經(jīng)過10多年的合作攻關(guān)，項目組終于找到了界面增容、多相協(xié)同、成型設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計與工藝優(yōu)化3個突破點，發(fā)明了系列具備高性能和特定功能的無機改性聚合物材料與制品。這些成果的先進性獲得了社會的廣泛認可。在上海市科學技術(shù)委員會主持的驗收中，驗收專家認為項目組制備的聚丙烯和尼龍等聚合物復合材料“性能指標達到并部分超過國外同類產(chǎn)品”。耐紫外線射頻天線擠出外罩類材料經(jīng)江蘇省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗研究院等單位測試，認為其性能指標達到或超過了國際同類產(chǎn)品美國吉安Geon87364，現(xiàn)已替代進口材料。低氣味和低散發(fā)車用聚丙烯復合材料經(jīng)上海泛亞技術(shù)中心等機構(gòu)多輪評估，被認為達到行業(yè)領(lǐng)先水平。尼龍復合材料在瑞士通標標準技術(shù)服務(wù)有限公司的檢測報告中，被認為綜合性能優(yōu)良，部分指標優(yōu)于德國公司的產(chǎn)品……

節(jié)能+環(huán)保：經(jīng)濟社會效益佳

未來的競爭是材料的競爭。港珠澳跨海大橋、貴州“天眼”大口徑射電望遠鏡……建設(shè)這些“超級工程”，先進材料功不可沒。企業(yè)掌握功能強大的先進材料，往往能在市場競爭中輕松勝出。同時由于國家鼓勵新材料的研發(fā)和應用，新材料企業(yè)也容易在節(jié)能、環(huán)保等方面取得很好的社會效益。

項目組研發(fā)的電梯平衡補償鏈產(chǎn)品，不僅可以減少摩擦噪聲、增加運行平穩(wěn)性，而且有阻燃、抑煙作用，售價還比國外同類產(chǎn)品低20%。

聚酰胺材料具有很高的剛性和長期耐熱性，滿足了起動機齒輪高剛性、耐熱、耐磨的要求，可以替代金屬齒輪。這對汽車輕量化是一大利好，也能更好地節(jié)約能源。另一種PBT/PET/雜化增強體復合材料由于具有優(yōu)異的耐熱性和力學性能，部分指標超過了國外同類產(chǎn)品，已在中高檔國產(chǎn)轎車中投入應用。“復合化是材料發(fā)展的必然趨勢之一，聚合物基復合材料是目前用量最大的品種。”李春忠教授表示，他們會在新材料的研發(fā)之路上不懈奮進，開發(fā)新的功能特性，滿足人們生活的不同需求。