芳纶基环氧树脂开发与应用 1、技术分析 低粘度液体芳纶基环氧树脂，既保留芳纶纤维的骨架结构又引入环氧基团，还引入柔性的醚键，与芳纶纤维及环氧树脂的相容性均较好，起到桥梁作用，可在不破坏芳纶纤维本体结构情况下，解决了芳纶纤维与环氧树脂基体间界面粘结性问题，同时也能增加环氧树脂基体的韧性；不改变现有复合材料生产工艺，可操作性强，可实现工业化大规模生产，具有非常强的国内外竞争力及产业化应用前景。 2、应用范围及目前应用状态 特种环氧树脂复合材料相比于金属材料，具有轻质、耐磨损的性能优势，用于大型客机、商务飞机、固体火箭发动机壳体和卫星等结构部件，可有效减轻机身自重，节约飞机燃料的使用。在新一代通信技术方面，芳纶可增加光缆的刚性和强度，广泛应用于室内外光纤和电力缆的增强件，对推动我国新一代通信技术的发展起到重要作用。在电子电器相关领域，日本松下电器公司在浸渗高耐热的环氧树脂固化芳纶无纺布上贴合铜箔而制成印刷线路基板。特种环氧树脂复合材料兼具优异的电绝缘和耐热性能等优点，可作为耐高温绝缘材料应用于电动机、变压器、电抗器等电力设备中，同时因其优异的力学性能也可用于绝缘拉杆及绝缘支撑器件。 目前应用状态：完成芳纶基环氧树脂增强E-51固化物应用研究，探索了芳纶基环氧树脂对芳纶织物-环氧树脂复合材料之间的界面性能的影响。 （1）芳纶基环氧树脂增强E-51固化物应用研究 选择环氧值为最大条件下制备的芳纶基环氧树脂，将芳纶基环氧树脂添加量分别为 E-51质量分数的2.5%、5%、7.5%与 E-51 混合后，经二乙烯三胺固化，根据国标制得标准样条，样条如图1所示。 （a）拉伸样条      （b）弯曲、耐冲击样条图1  固化样条 表1 掺入百分比的2号样品的固化物力学性能 2号样品掺入量 /% 拉伸强度 /MPa 断裂伸长率 /% 弯曲强度 /MPa 冲击强度 kJ/m2 0 31.55 1.65 107.08 5.42 2.5 60.08 3.11 96.04 7.96 5 68.94 3.96 128.65 11.25 7.5 44.64 2.54 97.07 11.34 如表1所示，掺入量的增加，固化物拉伸强度、断裂伸长率和弯曲强度均呈现先增后减趋势，在E-51中添加5%时，弯曲强度略有提高，拉伸强度提高2.2倍，断裂伸长率提高2.4倍，抗冲击强度提高2.1倍。主要是因为芳纶基环氧树脂液体本身具有刚性苯环，同时也含有柔性的烷基侧链，并以环氧基封端，提高了与树脂基体的相容性，将刚性结构交联到体系当中，提高了体系的力学强度，因此掺入芳纶基环氧树脂液体后拉伸强度和断裂伸长率均提高了。而冲击强度保持上升趋势，掺入量超过5%后基本不再发生变化。 （2）芳纶基环氧树脂对芳纶织物-环氧树脂复合材料制备 取一定量环氧树脂，常温下加入一定比例的芳纶基环氧树脂，再将固化剂（DEDDM）加入到上述混合物中（胺值与环氧值等当量），搅拌均匀后，再按真空干燥箱中，抽真空30min。采用手糊法制备芳纶织物/环氧树脂复合材料，铺好后盖上离型纸放入80℃压机中加压，使树脂与芳纶纤维布浸渍，将平板硫化机升温至140℃，将脱模布和离型纸放入，铺厚3mm放在模具中，将140℃/1MPa下保压15min，再将压力升至10MPa，保温固化2.5h，冷却至室温开模，如图2所示。 图2  芳纶织物-环氧树脂复合材料 3、前景及经济社会效益分析 本项目根据芳纶纤维和环氧树脂的结构特点，设计和制备一种具有“两亲结构”的新型芳纶基环氧树脂。该树脂具有芳纶的骨架结构和环氧丙烷的侧链。分子中的芳纶骨架部分与芳纶织物纤维的结构相同，有利于两者之间的互相亲和。而芳纶基环氧树脂分子中的环氧基团与环氧树脂的结构具有相似性，与环氧树脂具有很好的相容性。芳纶基环氧树脂能广泛应用于电缆增强、防弹背心、运动织物、登山绳、防割手套和绝缘纸产品中，带动更多收益效应。 蓖麻油基环氧树脂开发与应用 1.研究背景及意义 目前我国已是世界上塑料制品生产和消费最大的国家，环氧树脂具有优异的粘接强度，良好的介电性能，制品尺寸稳定性好、硬度高、柔韧性较好、对碱及大部分溶剂稳定，是一种常见的应用非常广泛的热固性树脂塑料，目前全球环氧树脂年产量达到250万吨左右，需求量巨大。其中双酚A型环氧树脂用量最广泛，占环氧树脂总量的85%以上，67%以上的双酚A型环氧树脂则依赖于石化资源，同时其存在着毒性问题。 目前，国内外对于生物基热固性树脂的研究相对越来越热，其中，植物油以其来源广、产量大、价格低的优势，而备受广泛研究，目前有关植物油基增塑剂和环氧树脂的研究主要包括大豆油基、桐油基、蓖麻油基、甘油基、松香基等。 蓖麻是世界十大油料和四大不可食用油料作物之一，我国是世界上栽培蓖麻和生产蓖麻籽的主要国家之一，种植面积和产量曾一度跃居世界第一，蓖麻油是重要的化工原料，称作“土地里种出的石油”。 蓖麻油的基本结构： 羟基平均官能度约2.7，羟值为156～165 mg/g，碘值80～90 g/100g，皂化值为170～190 mg/g。 2.技术路线 （1）环氧蓖麻油缩水甘油醚的合成（ECOGE） 环氧蓖麻油缩水甘油醚的合成采用液体酸多相催化法，其原理是有机酸被过氧化氢预氧化为过氧化有机酸，再将蓖麻油缩水甘油醚氧化为环氧蓖麻油缩水甘油醚，反应原理如下式所示。 （2）蓖麻油多元醇的合成（COP） 选择不同催化反应体系，使用甲醇、乙醇、丙烯醇、苯酚、苯甲酸、丙烯酸等不同柔性、刚性基团对环氧蓖麻油环氧基团进行开环加成，增加分子中羟基，制备蓖麻油多元醇，为下一步蓖麻油多缩水甘油醚制备提供基础。此反应过程中，酸催化体系下发生亲电加成反应，碱催化体系下发生亲核加成反应，在开环过程中，注意避免酯键发生水解或者酯交换反应。 （3）蓖麻油多缩水甘油醚的合成（COPGE） 将上述蓖麻油多元醇与环氧氯丙烷反应，生成蓖麻油多缩水甘油醚，此反应有两种方法合成，一种是羟基与环氧氯丙烷发生开环闭环两步反应，最终生成缩水甘油醚；第二种方法是羟基和环氧氯丙烷直接一步法制得缩水甘油醚，但是环氧氯丙烷用量大。 3 蓖麻油基环氧树脂的结构与性能参数 （1）蓖麻油三缩水甘油醚（XY966） 环氧值：0.15~0.25 eq/100g 粘度(25℃)：150~450mPa·s （2）氢化蓖麻油三缩水甘油醚（HCOGE） 环氧值 ： 0.18 eq/100g 粘度(25℃) ： 850 mPa·s （3）环氧蓖麻油三缩水甘油醚（ECOGE） 环氧值 ：0.38 mol/100g 粘度(25℃) ：650 mPa·s  （4）苯氧基蓖麻油多缩水甘油醚（POCOGE） 环氧值：0.24 eq/100g； 粘度(25℃) ：950 mPa·s （4）苯酚-蓖麻油基多缩水甘油醚（PCOGE） 环氧值： 0.24 eq/100g； 粘度(25℃) ： 1550 mPa·s （5）蓖麻油九缩水甘油醚（ CONGE ） 环氧值：0.31 eq/100g， 粘度(25℃) ：6050 mPa·s 3.本项目的特色与创新之处 （1）项目特色 1）本研究所采用的原料蓖麻油是植物基可再生资源，所合成的蓖麻油基环氧树脂是低毒环保可降解物质； 2）本研究采用酰化和环氧化反应，分别制得具有很好柔韧性的环氧乙酰蓖麻油，和具有很好刚性的环氧苯甲酰蓖麻油两种增塑剂； 3）本研究以柔性的蓖麻油为原料，引入刚性基团，合成一系列柔性和刚柔兼备蓖麻油基环氧树脂。 （2）项目创新之处 1）研究采用酰化和环氧化反应，分别制得具有很好柔韧性的环氧乙酰蓖麻油，和具有很好刚性的环氧苯甲酰蓖麻油两种增塑剂，反应步骤少，处理简单。其中环氧乙酰蓖麻油拉伸效率高于DOTP，而环氧苯甲酰蓖麻油的拉伸强度和断裂伸长率均高于DOTP，可应用于刚性需求高的场合； 2）本研究将蓖麻油碳碳双键环氧化后开环，后与环氧氯丙烷反应制得高环氧值的蓖麻油基环氧树脂，提高了固化物的交联密度，提高了环氧树脂的拉伸、弯曲等性能。 3）本研究在柔性的蓖麻油分子链中引入刚性基团，解决了蓖麻油基合成一系列刚柔兼备蓖麻油基环氧树脂，赋予环氧树脂配方良好的柔性、抗冲击性和耐热冲击性能。

该成果涉及一种用于增强免疫力的石金钱龟提取物，还涉及该提取物的制备方法和由该提取物制成的制剂。肿瘤治疗方法主要包括手术、化疗、放疗，这些传统治疗方法往往伴有明显的副作用，容易造成机体免疫系统损伤，引发机体免疫能力下降，导致机体易受到病毒及致病菌的侵入而加重病情甚至死亡。为了提高肿瘤的治愈率，增强机体的免疫力是一种行之有效的的方式。提供一种有助于肿瘤病人术后增强免疫力的保健食品或者特医食品，其不仅有增强免疫力的作用，而且还能提供人正常生活所需的主要营养物质。 市场预期：随着环境污染越来越严重，肿瘤的发病率呈现逐年上升趋势，伴随人们生活水平的提高以及健康理念日趋成熟，该类产品可满足特殊消费者的多种需求，具有广阔的市场前景，预期销售额可达500-1000万每年。 （注：本项目发布于2019年）

本项目主要使用虚拟现实（VR）技术构建整套轨道交通系统的虚拟现实系统，集各类铁路、铁路车站、调度场所、机务段、车辆段、动车段、动车所等轨道交通关键场所于一体的虚拟系统。使用者可以通过系统置身于一个真实的铁路系统环境，并可在其中与场景进行各类交互工作。对于铁路工作人员，尤其是对于初入轨道领域的新人，通过对该系统的作业，可全面地了解轨道交通系统，学习各类职业技能，且该系统可以将现场教学危险系数降至零，同时该系统对于轨道领域高等院校的教学也具有深远意义。

2020年IEEE Virtual Reality conference （IEEEVR）近期发布了论文录用结果，东南大学自动化学院魏海坤教授团队关于虚拟现实中全向运动输入问题的2篇研究成果被大会同时接收，并做口头报告。两篇论文的第一作者均为2017级博士研究生王子峣，其指导老师是魏海坤教授。

       虚拟现实智慧教室解决方案，将虚拟现实技术应用到常规教育中，通过VR头盔、VR眼镜、VR桌面交互一体机等硬件设备，营造超强沉浸感的智慧课堂，让每位学生都有探究创新的实训操作机会，是VR+教育的最新教学解决方案。 软件资源： 虚拟现实（VR）智慧教室优势： 1） 视听化教学，生动有趣 虚拟现实技术将难以出现或实现的场景模拟出来，让学习者与虚拟场景进行探索、互动，立体形象、生动有趣的场景，让学习成为探索之旅。 2） 模拟实验教学场景，安全保障 虚拟现实技术将一些危险性的实验、或存在一定风险的体验学习模拟成场景，让学生在教室里体验“尖峰时刻”。 3） 人机交互，培养探索能力 虚拟现实的技术，让人机进行互动，虚拟与现实进行互动，大大地激发了学生的学习兴趣，让学生更积极主动去探索、去学习。 4） 智慧化技术创新，方式多样 虚拟现实（VR）智慧教室可扩展融合AR技术，学习方式有趣多样。

目前，世界上对纤维增强塑料的复合材料70％以上是采用热固性树脂制造，这类树脂不能回收，对环保不利，解决的办法之一是使用热塑性塑料来制造复合材料。由无碱玻璃纤维和热塑性长丝同时在线纺丝、均匀平铺共挤混合组成的连续复合直接粗纱，这一技术可使玻璃长丝周围均匀分布聚丙烯长丝，同样，每根聚丙烯长丝周围也均匀分布玻璃长丝。且二者界面结合良好，玻璃纤维含量可增至60～75％，抗拉强度、抗拉模量、弯曲强度和抗冲击强度明显提高，是GMT的数倍，制品加工温度、压力大大降低，从而加工成本下降。该复合纤维加工成形过程无污染，产品使用若干年后还可回收利用，属绿色环保材料。采用复合纤维针刺毡，与长春一汽集团技术中心商讨共同开发研制汽车部件，展开应用研究工作；使用复合纤维平纹布以及复合纤维多轴向缝编毡，与上海沥高科技公司共同开发制作了汽车发动机罩和挡泥板，产品成型良好，具有良好的应用前景；复合纤维经加拿大FIBERLINK INC公司采用，效果良好。

陶瓷纤维增强铝活塞（Ceramic Fiber-Reinforced Aluminum Piston,简称CFR活塞，如附图），是一种高新技术产品。现代柴油机采用增压、强化技术后，原有铝合金活塞难以满足材料需求，用CFR 活塞代替普通铝合金活塞已成为发动机行业的趋势。日本、美国、德国等国的发动机生产厂家都在大力研究和推广应用。东南大学材料系历经多年的开发研究，研制成功了陶瓷纤维增强铝活塞，并已在汽车发动机、大马力柴油机上得到应用，与普通铝合金活塞相比，可使活塞使用寿命提高3－5倍，并提高发动机功率，减少装配间隙，降低运行噪音、燃油消耗和废气排放，若用CFR活塞取代奥氏体镶圈铝合金活塞，则可使制造工艺简单，生产成本降低。

紫外探测技术是继激光探测技术和红外探测技术之后发展起来的又一军民两用光电探测技术。几十年来，紫外探测技术已经逐渐应用于光谱分析、军事、空间天文、环境监测、工业生产、医用生物学等诸多领域，对现代科研、国防和人民生活都产生了深远的影响。特别是在先进光谱仪器方面，国内急迫需要响应波段拓展到紫外的硅基成像器件。先进光谱仪器是集光、机、电和计算机于一体，技术密集的高科技产品。它是现代科技必不可少的精密检测和分析手段，是现代天文学、航空航天、分子生物学、现代医学、环境和生态等新科技建立和发展的基础。国家对发展先进光谱仪器和研制光谱仪器用的探测器件非常重视，“十一五”国家科技支撑计划专门设立了科学仪器设备研制与开发专项“先进大型光谱仪器的关键部件——高分辨分光器件和探测器件的研制”，技术人有幸成为承担该课题的主要研究人员，负责高分辨探测器件的研制工作。 硅基成像器件如CCD和CMOS是最广泛应用的光电探测器，而且先进的光谱仪器都采用了CCD或CMOS作为探测器件，这是因为CCD和CMOS具有灵敏度高、低噪声等优点。但由于紫外波段的光波在多晶硅中穿透深度很小（<2nm），一般的硅基成像器件如CCD、CMOS等都在紫外波段响应很弱，这种很弱的紫外响应限制了硅基成像器件在先进光谱仪器及其他紫外波段探测方面的使用。 因此，本技术的研究成果硅基成像器件的紫外响应增强薄膜是经济建设和社会发展迫切需要。 增强硅基成像器件的紫外响应，目前有两种方法：一是改变硅基探测器的结构，如背照式CCD；另外一种是在现有的成像器件光敏窗口加镀一层下变频膜，把紫外光先转化为可见光，然后再接收。国外自1980年起就开始增强硅基探测器紫外响应的下变频薄膜研究，按使用材料的属性，可以把变频膜分为有机变频膜和无机变频膜两种。有机变频膜技术相对成熟，也有相关的专利出现。哈勃太空望远镜CCD、星球相机（WFPC）CCD和Photometrics等公司提供的响应波段延伸到紫外的CCD都是镀的有机变频膜。目前紫外增强有机变频膜可使普通CCD的响应波段延伸到200nm，Roper Scientific公司开发的Metachrome II薄膜在120-430nm波段都具有良好的下变频效果。有机变频膜技术尽管成熟，但该类薄膜有着致命的缺点，那就是有机物分子在紫外辐射下降解速度很快。在照明度为1μW/cm2的光照下，有机分子以高达每小时3%的速率成指数降解。在这一方面，而无机变频膜具有不可比拟的优点。无机变频膜材料可以在它使用期限的前2%时间里，减少90%的降解量，因此，无机变频膜具有非常优越的稳定性。在无机变频膜方面，国外研究也刚起步，最早的报道见于2003年[1]，目前尚无成熟的增强硅基成像器件的紫外无机变频膜技术。国内在有机和无机变频膜方面，都没有已见报道的研究工作。  为了提高探测器对紫外辐射的敏感性，我们采取了在硅基成像器件光敏窗口上镀变频膜的办法，成功地使CCD及CMOS的响应波段拓展到150nm。该产品可广泛应用在光谱分析、军事、空间天文、环境监测、工业生产、医用生物学等诸多领域，对推动国家的科研和产业在这些领域的发展有极大帮助。

我国现行汽车刹车材料大都采用石棉作为增强材料，然而，随着汽车运载功能的不断增加，以及汽车速度的提高，对刹车材料提出了更高的要求。石棉增强刹车材料已不能满足汽车工业越来越高的发展要求，特别是含石棉刹车材料具有污染环境及致癌作用，因而在许多国家已经立法禁止使用。高性能纤维增强无石棉制动材料已达到商品化规模，而我国在该领域的研究相对比较落后，基本依赖于进口。只有

冶金、电力、建材、化工等行业存在着大量既具有酸碱腐蚀又具有磨料磨损、或既具有高温氧化又具有磨料磨损的严酷磨损工况，这些工况下目前常用的不锈钢或耐热钢，其价格昂贵，只具有较好的抗腐蚀性与抗高温氧化性，耐磨性很低。本成果则将硬度高，可作为抗磨骨干材料使用的陶瓷颗粒与不锈钢或耐热钢类钢铁材料复合，形成一定厚度的表层复合材料，可用在工件的某一磨损局部，打破了传统材