北航针对复合材料结构制造低成本化和数字化的发展需求，在多项国家重大研究项目的支持下，对热压工艺和液体成型工艺的固化成型基础理论、制造缺陷形成机理与控制方法、工艺过程数值模拟与优化技术、材料工艺特性测试表征方法与工艺特性数据库等方面进行了系统深入的研究，在复合材料制造过程数字化技术上填补了多项国内外空白。 已建立先进树脂基复合材料制造模拟与优化技术及相应的软件，用于先进复合材料制造过程的分析、缺陷预测和工艺参数的优化，适用于各种结构形式和制造方法，可明显提高产品质量，降低制造成本，缩短研制周期，提高材料的利用率，对促进复合材料用量和应用水平的提高具有非常重要的意义，在航空航天、风电叶片、汽车等领域具有广泛的应用前景。 研究成果已在多家航空航天研究院所及主机厂的工程实际中得以应用，如雷达罩、防热套、波形梁、飞机鸭翼梁以及直升机起落架等，取得了良好的效果，显著缩短了制造周期、降低了制造成本、提高了产品合格率。 相关成果在2009年获得了国防科技进步一等奖和国家科技进步二等奖，并获批国家发明专利5项。

低能电子束（EB）作为一类电离辐射源,由于具有的显著优势，它在高分子材料加工改性领域已受到了越来越多的关注。相比于γ射线辐射源，低能电子束的穿透深度可控，辐射剂量可在很宽的范围内调整；容易实现辐射屏蔽、设备小、占用空间小；容易实现稳定辐射剂量，以及稳定快速的连续化工业生产；不存在放射源的逐渐衰减和放射源使用后的严格回收处理等问题。相比于紫外光辐射源，低能电子束的能量利用率高，可控性好，节能；可改性高分子材料种类广泛；无需光引发剂，环保；室温反应等。 我们以廉价原料和简便方法合成具有良好成膜性的相对低分子量聚乳酸-聚乙二醇共聚物(PLEG)，在交联剂存在条件下，采用低能电子束辐照交联低分子量共聚物。所获得的聚乳酸交联树脂，具有突出的力学性能，而且研究结果表明，通过辐射剂量的调整可对PLEG的性能进行有效控制。该方法有效克服了聚乳酸直接缩聚法或丙交酯开环聚合法，设备投资巨大、大规模工业生产能耗大、产能难以提高的缺点。 主要技术、指标： (1) 热性能：玻璃化转变温度>30 oC (2) 力学性能：拉伸强度25-50 (MPa); 断裂伸长率 10-80%。 (3) 降解性 在PBS缓冲溶液中放置960h，质量减少率20-60% （通过辐照剂量控制） 建设投产条件（投入资金情况、需要的厂房、使用配套设施状况等）： 按1000吨/年生产规模计算，需要新增厂房面积1000m2，新增设备50万元人民币（不含锅炉）。

环氧树脂和不饱和聚酯树脂是热固性树脂中用量最大、应用最广的品种之一，应用领域非常广泛，但都属易燃产品。针对环氧树脂和不饱和聚酯的易燃问题，本项技术通过分子设计，设计合成的一类高效膨胀型含磷阻燃剂、磷氮复合型高效无卤阻燃剂（反应型和添加型）以及复合纳米催化技术。对于反应型阻燃剂，合成的阻燃树脂具有透明性好，阻燃性高，无熔滴，基体性能优异等特点。对于添加型阻燃剂，具有添加分数少，耐析出，产品透明性优良、介电性能以及对于产品基体的性能损伤小等特点。在燃烧时不产生熔融滴落现象，热释放速率低，烟雾产生量低于同类产品 。例如：用于阻燃环氧树脂，添加量 3-7% 时，可以达到 LOI>30 ，垂直燃烧 V-0 级，市场应用前景广泛。 主要技术、指标： Tg = 135——170 °C (基于不同的结构的阻燃剂单体)，热膨胀系数＜280 ppm/°C， 吸水率＜0.8 wt%，介电常数＜4.0，氧指数＞29，垂直燃烧V-0。 建设投产条件（投入资金情况、需要的厂房、使用配套设施状况等）： 生产规模：按1000吨计算（指环氧树脂和不饱和聚酯专用阻燃剂规模） 设备投资：300万元； 产值：8000万元； 利税：4000万元。

二、成果介绍1、 成果简介：（500字以内） 本项目针对国内外对特种高分子树脂及膜材料的重大需求，在传统聚芳醚酮和聚醚砜树脂的基础上，制备高附加值和高性能的功能型改性聚芳醚树脂及功能膜材料。具体的研究内容和完成情况包括：（1）功能型聚芳醚树脂合成、化学改性及放大；（2）适合耐高温树脂的膜制备工艺；（3）针对功能膜材料在分离膜、质子交换膜、功能涂层和生物医用材料方面的应用性开发。研制

吸附树脂是一类多孔性的高分子合成材料，由于合成过程中单体、交联剂、致孔剂等结构的变化以及合成控制方法的不同，使得吸附树脂的孔结构可有目的的调控，可以适应很多方面的应用要求。 南开大学形成了可对吸附树脂的结构进行设计及合成高选择性吸附树脂生产的产业化技术和应用技术： 1.天然植物有效成分及单体分离纯化产业化技术 在树脂骨架上引入特殊的功能基团，对天然植物中不同结构的有效成分具有高的吸附选择性。 用于黄酮类、生物碱类、皂甙类、内酯类、多酚类等提取

项目研究背景及用途 ：有机硅改性双马来酰亚胺树脂是一类高性能聚 合物材料，其热稳定性能和力学性能都比环氧树脂优越，因此含硅双马来 酰亚胺树脂作为金属替代物广泛地用作制造压缩机叶片、大型计算机部 件、印刷电路基板等，是目前最受青睐的高性能聚合物材料之一。 工艺流程 ：用催化方法先合成中间体 N-（4-羟基本基）马来酰亚胺， 再合成含硅双马来酰亚胺齐聚物， 采用四种有机硅合成了四种含硅双马来

吸附树脂是一类多孔性的高分子合成材料，由于合成过程中单体、 交联剂、致孔剂等结构的变化以及合成控制方法的不同，使得吸附树脂的孔结构可有目的的调控，可以适应很多方面的应用要求。 针对分离纯化的目标产物分子结构特点，设计合成高选择性大孔 吸附树脂，弥补现有商品化树脂的不足，所制备的提取物纯度可控， 且可以制备高纯度提取物。 来自天然植物且具有显著生理活性等有效成分，是目前药用研究 和开发的重要原料来源，特别是对于结构复杂而精妙的天然产物活性 成分，从天然植物提纯化仍是其唯一有效的途径。因此建立合适的分 离纯化工艺、开发高效的分离材料就具有重要的意义。此研究成果不 仅丰富了现有吸附树脂的品种，也为天然的药用研究提供了重要的实 验样品，其具有广泛的社会价值和经济效益。 南开大学形成了可对吸附树脂的结构进行设计及合成高选择性 吸附树脂生产的产业化技术和应用技术： 1）天然植物有效成分及单体分离纯化产业化技术 在树脂骨架上引入特殊的功能基团，对天然植物中不同结构的有 效成分具有高的吸附选择性。 用于黄酮类、生物碱类、皂甙类、内酯类、多酚类等提取和纯化。 已工业化的有银杏叶黄酮、甜菊糖、人参皂甙、三七皂甙、长春 碱等提取技术。 建立了银杏叶提取物中黄酮和内酯的树脂法分离工艺，并进了银 杏内酯冻干粉针剂的开发； 分离了汉防己总生物碱中的两种单体生物碱－汉防己甲素和汉 防己乙素，开发了汉防己甲素冻干粉针剂，并已取得国家食品药品监 督管理局颁发的生产批件。 2）中药提取物农药残留及重金属的去除技术 改变了树脂的传统致孔方法，合成了一类孔径较小且均匀的纳米级孔结构吸附树脂，既保持传统吸附树脂高吸附容量，又具备按照分 子尺寸进行精确筛分的能力，用于分子尺寸较大的天然产物有效成分 中分子较小的农药或重金属去除。 3）抗生素、维生素中间体的纯化技术 合成的高孔隙率、孔径均匀的高比表面聚苯乙烯吸附树脂，明显 改善了树脂的传质性能，吸附速度比现有的商品化树脂提高 2-3 倍， 解吸率高于 90%，树脂寿命大大延长。 技术优点：纯化工艺简单、高效、环境友好，避免了大量有毒、 低沸点有机溶剂的使用。 4）新型脱色树脂技术 通过树脂孔结构、骨架结构、脱色基团等的调控，合成了一类脱 色容量大、再生容易的新型脱色树脂，效果良好。 用于天然产物提取、抗生素、维生素等生产。 5）载体树脂（固定化酶载体树脂、纳米簇金属催化剂载体树脂）生 产技术 通过致孔剂、聚合单体、交联剂的调控，合成了一类高环氧基含 量、高使用强度的固定化酶载体树脂。该技术的树脂生产成本远低于 国外进口树脂。已完成了工业化放大和工艺优化。用于固载青霉素酰 化酶，催化青霉素 G 和头孢菌素 G 水解，制备半合成 β－内酰胺类 抗生素所需的中间体 6-PAP 和 7-ADCA。 合成的一类大孔径、高比表面积的新型孔结构的聚苯乙烯吸附树 脂，加载了纳米簇金属催化剂的载体树脂，用于负载纳米级的金属催 化剂，在重氢提取及放射性废水处理中有重要的应用。 6）高容量新型孔结构吸附树脂生产及其处理有机废水技术 具有超高吸附容量、良好的吸附动力学行为等特点。树脂的比表面积达到 1000m2/g 以上。 用于废水中有机物的处理。 7）新型螯合型吸附树脂生产及其阴阳离子选择性吸附技术 对水中不同价态金属离子及阴离子酸根具有选择性吸附能力。 在高盐体系中可吸附水中的多种重金属，而对 Na、K 等离子没 有结合能力，用于海水中重金属的富集或检测。 利用带有交换基团的吸附树脂与阴离子酸根（如 AsO43-等）发 生离子交换达到富集的目的。用于水中有害物质净化处理。 8）耐高温碱性离子交换树脂技术 改变季铵基与树脂骨架的连接方式，合成了耐高温的碱性离子交 换树脂，可在较高的使用温度下稳定使用，大大拓展了碱树脂的应用 范围。 

以生物基原料生产环境友好的化工产品是人类实现可持续发展的必由之路， 生物基涂层材料的研究已经成为全球涂料科学技术领域的研究前沿。传统的生物基光固化树脂玻璃化转变温度偏低，力学性能较差，影响了其应用推广。团队围绕如何制备兼顾生物基含量与综合性能的生物基光固化树脂开展研究，通过化学结构的设计，在提升生物基光固化树脂性能的同时保证了其较高的生物基含量。目前团队所研发的生物基光固化树脂具有较高的生物基含量和双键转换率，其固化膜的热稳定性及硬度、弹性模量、抗冲击性等性能与常用商业石油基光固化树脂相当，产业化前景广阔。 

南昌大学汤渊源教授在熊仁根教授提出的“托氟效应”理论的指导下，与江苏科技大学陈立庄教授合作，在有机-无机杂化型铁电体领域取得重要进展。通过精准修饰有机阳离子，成功地合成了新型非钙钛矿结构ABX3（A、B为阳离子，X为阴离子）铁电体[(CH3)3NCH2F]ZnCl3，这是首例ABX3锌卤盐铁电体。 钙钛矿型ABX3有机-无机杂化材料拥有丰富的性能，比如铁电性、压电性、光致发光、铁磁性等。其中，铁电性作为一种重要的物理性质，在非挥发性存储器、电容器、传感器等领域具有广泛的应用。除了钙钛矿结构，ABX3型化合物也可以结晶在其他结构里。比如无机的ABX3化合物可以结晶成辉矿石结构、刚玉结构、六方锰矿结构等。相应地，有小部分有机-无机杂化ABX3型化合物可以结晶成由BX3五面体或四面体构成的非钙钛矿结构。但是，在这些非钙钛矿型的ABX3化合物中却很少有铁电性的报道。这主要是由于对铁电体结构与性能的关系认识不够所导致的。因此，深入探究铁电体的构效关系，对于精准设计有机-无机杂化型铁电体具有重要意义。 根据诺埃曼原则，铁电体必定属于10个极性点群。因此，在晶体中引入极性分子或是极性无机骨架将会是设计铁电体一个非常有效的策略。团队基于前期工作的系统筛选，锁定了拥有极性结构的[(CH3)4N]ZnCl3。它的晶体结构中，所有ZnCl4四面体沿着同一个方向以共角的方式排列，形成极性的[ZnCl3]-n链。这与一维钙钛矿结构和硅酸盐结构不同，在这两种结构中偶极子被相互抵消。然而进一步的表征表明，[(CH3)4N]ZnCl3没有相变，且不具铁电性。另一个精准设计有机-无机杂化铁电体的策略是“托氟效应”理论，用电负性最强的F原子取代分子中的H原子，可以改变分子中原子间的相互作用，进而引入铁电性。受该理论的启发，研究者对[(CH3)4N]ZnCl3进一步修饰，用电负性较强的卤素原子F、Cl、Br、I来取代准球形有机阳离子[(CH3)4N]+上的H原子，获得了4例非钙钛矿结构的ABX3型化合物。其中，[(CH3)3NCH2F]ZnCl3被证明具有铁电性。对于[(CH3)3NCH2X]ZnCl3 (X = Cl, Br, I)，没有可靠的证据显示他们具有铁电性。[(CH3)3NCH2F]+阳离子中电负性更强的F原子影响了[ZnCl3]n-链中的Cl原子，形成相对较强的F…Cl作用，这种卤-卤键连接了阳离子和无机链。这样，阳离子的翻转将会带动极性阴离子链的翻转，使得体系在两种极化状态之间转换的能量降低，所以[(CH3)3NCH2F]ZnCl3具有在外电场作用下可翻转的自发极化，即铁电性。相比于F原子，Cl、Br、I原子的电负性较弱，这种卤-卤作用在[(CH3)3NCH2X]ZnCl3 (X = Cl, Br, I)中不足以诱导出铁电性。这项研究为精准设计新型有机-无机杂化铁电体提出了新的思路。

本发明公开了一种无机－有机复合膨润土废水 处理材料的制备方法。方法的步骤为：1)将粉碎、过100目筛 的膨润土投加到阳离子表面活性剂溶液中，然后水浴搅拌1～2 小时；2)将AlCl3溶液加入到上 述悬浮液中，用量为1～10mmol AlCl3/g膨润土，搅拌5～10分 钟；3)水浴搅拌下，将NaOH或 Na2CO3溶液滴加到上述悬浮液中，产物室温老化10小时以上； 4)经多次洗涤过滤后，烘干、研磨即可。本发明的优点是：首 先将表面活性剂交换到膨润土层间，然后在膨润土层间和表面 形成羟基铝，减少了羟基金属和表面活性剂在膨润土层间的竞 争作用，有利于磷酸根的交换吸附和提高改性膨润土混凝性 能，能够同时去除废水中的有机污染物和磷酸盐。