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纳米碳材料高效生产技术应用
成果描述：纳米碳材料在人类的生产生活中正显示出越来越多的重要作用，具有广阔的市场空间。碳纳米材料生产由于成本高及部分技术上的瓶颈制约了大规模生产，市场拓展减缓。我们团队经过十余年的研究和开发，采取研发创新的高新技术，可廉价高效地生产高附加值碳纳米材料（纳米碳管，纳米碳纤维）。目前技术路线可行，实验室小试阶段已完成；团队急需通过有实力企业的诚意投入，共同完成纳米碳材料新产品的放大生产；快速扩大工业化规模生产和市场销售，形成品牌。市场前景分析：可用于多个高技术产品市场，附加值高；例如：可强化锂电池电极材料性能和锂电池的整体性能；可用于超级电容器储存电能；可用于隐身吸波材料；以及飞机、汽车等轻质配件材料，轻质合金钢，强化钢化高分子材料等。其中纳米碳纤维年用量4万吨，纳米碳管年产能数千吨；而且每年都在明显增长。与同类成果相比的优势分析：目前本团队创新研发的新技术的指标主要有催化剂性能指标和碳纳米管纯度指标。碳纳米管 CVD 制备过程中催化剂的性能将直接影响所生产的碳纳米管的性能。碳纳米管的技术指标主要有反应温度、制备 CNTs 单位质量产量、及原料固碳率等。本技术中催化剂反应温度低于800 ℃, 催化剂的产碳能力可达CNTs 60 - 120 kg/kg cat, 原料单程固碳率为 15%-50%；纳米碳材料纯度高，在85%-98%。碳纳米管的纯度高，制备的碳纳米管纯度超过85%；有的达到 98%。国际先进,国内先进。
四川大学
2021-04-10
高性能水泥基系列快速修补材料
混凝土结构因其脆性大的弱点，在工程应用中往往不可避免产生开裂。混凝土结构 因开裂导致混凝土结构水密性下降、渗漏，影响工程的使用寿命，甚至无法正常使用。 这是建筑界普遍存在的问题。水工、道路、桥梁等工程中混凝土结构受损后，需要进行 快速修补。从混凝土结构产生开裂的原因与环境条件分析，开发新型高性能修补材料具 有重要意义。 本发明技术根据不同现代混凝土工程的修补需求，开发出系列高性能快速修补材料， 包括超快硬修补材料、快硬早强修补材料、高性能快速修补材料。 高性能水泥基系列快速修补材料的主要特点是早期强度高、无收缩、与基面粘接强 度高、长期稳定性好、耐久性优越等特点。还具有耐磨性好、抗冲击性能优越、高抗冻 性等特殊功能。更重要的是通车时间可从 3 小时到 24 小时内调节。 高性能水泥基系列快速修补材料可广泛适用于道路、机场跑道、钢筋混凝土、轻集 料混凝土、桥梁、建筑、水工和路面等混凝土结构物（构筑物）等裂缝或缺陷的修补， 也适合于路面的大面积修补，尤其适合于北方严寒、盐冻地区的工程应用。
同济大学
2021-04-11
太阳能电池增效薄膜材料
太阳能电池的光电转换效率是评判太阳能电池性能的重要参数之一，在国外实验室 最高转换效率已达 24.8%，而国内最高为 19.79%。为了改善太阳能电池的性能，必须提 高太阳能电池的转换效率。而太阳能电池转换效率损失的主要原因是由于表面上的光反 射作用，太阳光不能全部都入射到太阳电池中去，导致电子一空穴对的产生率不高。减 少反射就成为增加太阳能电池光电转换效率的重要途径。 同济大学研究了在太阳能电池光电板外制备减反射涂层来增加太阳能转化效率的方 法。减反射薄膜的镀制是相关课题组纳米多孔材料应用的主要方向之一，具有近十年的 技术积累，相关的成果已被用于国家的激光武器。基于以上基础及优势，通过涂布二氧 化硅减反射膜，可使电池总体光电转换效率明显提高。
同济大学
2021-04-11
原位合成AlN/Al电子封装材料技术
西安科技大学自2007年开始就对电子封装材料制备技术开始研究，目前已经开发出AlN/Al、SiC/Al系列电子封装材料制备技术。涉及原位合成、无压浸渗、热压烧结等多种制备方法。本项成果为一种原位合成AlN/Al电子封装材料技术，目前此项技术已获批国家发明专利1项。
西安科技大学
2021-04-11
聚烯烃发泡材料制备关键技术
目前常用的泡沫材料有聚氨酯、聚苯乙烯和聚乙烯三大类，但发泡聚苯乙烯制品难回收，对周围环境造成“白色污染”，聚氨酯泡沫在发泡过程中存在对人体有害的异氰酸酯残留物且发泡材料无法回收利用。发泡聚丙烯以其优良的耐热性、较高的韧性和抗冲击强度以及可回收利用等优点而倍受人们青睐。但由于聚丙烯熔体强度低，发泡过程难以控制，因此很难制备泡孔均匀、形态可控的发泡聚丙烯产品。目前只有少数国家掌握聚丙烯发泡技术，我国还未实现其产业化。本项目首次把脉动剪切力场引入到聚丙烯挤出发泡过程中，建立了聚丙烯挤出发泡成型新方法，制备出了泡孔均匀细腻、高闭孔率的发泡聚丙烯。项目技术路线如下：首先利用普通聚丙烯通过交联接枝制备出适合发泡的高熔体强度聚丙烯，其次在脉动剪切力场作用下高熔体强度聚丙烯挤出发泡制备发泡聚丙烯。本项目的技术特点是在普通聚丙烯发泡成型工艺基础上，创新性的附加脉动剪切力场，使发泡过程更易控制，所制备出的发泡聚丙烯产品泡孔更加均匀细密。发泡聚丙烯可用于包装、汽车、建筑保温、体育防护器材等行业。
华东理工大学
2021-04-11
木塑复合材料注塑成型技术
木塑复合材料(WPC)兼有木材成本低和塑料性能佳的优点，目前大多采用挤出或模压法进行加工。而采用注塑成型，其优点是生产速度快、效率高、易实现自动化生产，且能成型形状复杂的制品。 本项目针对聚烯烃（聚乙烯、聚丙烯）基木塑复合材料的流变特性，通过设备改进和合理的配方工艺设计，实现了PP/木粉、PE/木粉的注塑成型，可得到具有良好外观和优良物理机械性能的木塑复合制品。将PP(或PE)树脂与干燥后的木粉、添加剂混合均匀后挤出造粒，然后通过经改进的注塑机进行注塑成型，可生产包装盒、花盆、像框、笔筒、汽车邮箱盖等各种形状制品（可进一步实现仿红木等仿木效果），在某些场合可替代纯塑料或纯木制品，降低产品成本。技术指标是PP基木塑复合材料注塑，木粉净含量可达30-50%。应用范围为可生产木塑复合材料注塑制品，如：包装盒、花盆、像框、笔筒、衣架、眼镜盒、花盆、鞋楦、工具手柄、果盘、雨伞手柄、汽车邮箱盖等。通过添加木粉，可降低产品成本，增加产品木质感。提供专用注塑机（或设备改进）及配方工艺技术，其他设备包括高速混合机、双螺杆造粒挤出机、模具为用户自购。通过添加木粉，可使产品在纯塑料的基础上降低15-30%。
北京化工大学
2021-02-01
高通量材料计算与数据挖掘技术
自美国 2011 年实施材料基因组计划（Materials Genome Initiative，MGI），现已成为全球材料创新研发的强大助推剂，将高通量实验、材料数据和高通量计算三要素有机结合，加速材料创新性研发并降低成本。MGI 将成分-工艺-组织-性能的关联集成化、跨尺度分析，将材料的研发由传统经验式提升到科学设计。高通量材料计算和数据挖掘技术是材料基因工程的重要组成部分，通过材料的高通量热力学/动力学计算、高通量相场模拟、数据挖掘和性能预测，实现材料合金成分、制备工艺、微观组织结构和宏观力学性能的调控及优化，为新材料的开发设计提供指导，实现产品全制备周期的数字化、智能化管理，提高产品质量稳定性、降低产品研发周期和成本、提升企业的核心竞争力。
北京科技大学
2021-02-01
聚烯烃发泡材料制备关键技术
目前常用的泡沫材料有聚氨酯、聚苯乙烯和聚乙烯三大类，但发泡聚苯乙烯制品难回收，对周围环境造成“白色污染”，聚氨酯泡沫在发泡过程中存在对人体有害的异氰酸酯残留物且发泡材料无法回收利用。发泡聚丙烯以其优良的耐热性、较高的韧性和抗冲击强度以及可回收利用等优点而倍受人们青睐。但由于聚丙烯熔体强度低，发泡过程难以控制，因此很难制备泡孔均匀、形态可控的发泡聚丙烯产品。目前只有少数国家掌握聚丙烯发泡技术，我国还未实现其产业化。 本项目首次把脉动剪切力场引入到聚丙烯挤出发泡过程中，建立了聚丙烯挤出发泡成型新方法，制备出了泡孔均匀细腻、高闭孔率的发泡聚丙烯。项目技术路线如下：首先利用普通聚丙烯通过交联接枝制备出适合发泡的高熔体强度聚丙烯，其次在脉动剪切力场作用下高熔体强度聚丙烯挤出发泡制备发泡聚丙烯。本项目的技术特点是在普通聚丙烯发泡成型工艺基础上，创新性的附加脉动剪切力场，使发泡过程更易控制，所制备出的发泡聚丙烯产品泡孔更加均匀细密。发泡聚丙烯可用于包装、汽车、建筑保温、体育防护器材等行业。
华东理工大学
2021-02-01
干纤维缠绕复合材料气瓶
内衬层采用高密度聚乙烯吹塑成型、增强层采用干纤维缠绕成型、外防护层采用聚氨酯涂敷固化成型。
采用干纤维缠绕工艺可进行高速缠绕作业，生产效率大幅提高；无需树脂作为基体且不需要固化，降低了生产成本；采用凯夫拉纤维替代玻璃纤维，提高了产品强度及韧性。
产品具有质量轻、抗腐蚀、寿命长、耐冲击等特点，是传统钢质LPG气瓶的全新替代品。
哈尔滨理工大学
2021-05-04
纳米碳材料高效生产技术应用
纳米碳材料在人类的生产生活中正显示出越来越多的重要作用，具有广阔的市场空间。碳纳米材料生产由于成本高及部分技术上的瓶颈制约了大规模生产，市场拓展减缓。四川大学研发团队经过十余年的研究和开发，采取研发创新的高新技术，可高效低成本地生产高附加值碳纳米材料（纳米碳管，纳米碳纤维）。
新技术的指标主要有催化剂性能指标和碳纳米管纯度指标。碳纳米管 CVD 制备过程中催化剂的性能将直接影响所生产的碳纳米管的性能。碳纳米管的技术指标主要有反应温度、制备 CNTs 单位质量产量、及原料固碳率等。本技术中催化剂反应温度低于800 ℃, 催化剂的产碳能力可达CNTs 60 - 120 kg/kg cat, 原料单程固碳率为 15%-50%；纳米碳材料纯度高，在85%-98%。碳纳米管的纯度高，制备的碳纳米管纯度超过85%；有的达到 98%。此技术路线可行，实验室小试阶段已完成。
碳纳米管、碳纤维是近十年飞速发展的新型纳米材料，具有很大的商业价值和用途，附加值高。碳纳米管可以作为模具制备出最细的纳米尺度的导线，或者全新的一维材料，在未来的分子电子学器件或纳米电子学器件中得到应用。制备的微型导线可以置于硅芯片上，用来生产更加复杂的电路。利用碳纳米管的性质可以制作出很多性能优异的复合材料。例如用碳纳米管材料增强的塑料力学性能优良、导电性好、耐腐蚀、屏蔽无线电波。使用水泥做基体的碳纳米管复合材料耐冲击性好、防静电、耐磨损、稳定性高，不易对环境造成影响。碳纳米管增强陶瓷复合材料强度高，抗冲击性能好。碳纳米管和金属形成金属基复合材料；这样的材料强度高、模量高、耐高温、热膨胀系数小、抵抗热变性能强。
四川大学
2021-05-11