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

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

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。 

烟酸又名3-吡啶甲酸和吡啶-3-甲酸，是一种重要的有机中间体，医学工业上用来制备烟酰胺及其衍生物，市场需求量大，国内有很多厂家生产，目前国内的生产工艺为：将3-甲基吡啶溶于水，激烈搅拌下分批加入高锰酸钾，使其在水溶液中反应，反应终了后加浓盐酸调节pH值，然后用苯提取产物，收率达86%，该工艺反应时间长，收率低，国外有资料报道加入冠醚催化剂，产率可达95%，但由于冠醚价格昂贵，不易得到，难以工业化。国外的生产工艺有用3-氰基吡啶用NaOH水解，收率可达90%以上，但万一氰吡啶价格高，而且不易得到，也难实现规模生产。综上国内外生产工艺，考虑到3-甲基吡啶原料易得，如果能提高高锰酸钾的氧化收率，就可以实现工业化生产要求。通过查阅大量的资料，考虑到冠醚主要是起相转移催化作用，通过选择合适的相转移催化剂，就能达到提高收率的目的。

尿囊素是一种两性化合物，能结合多种物质形成复盐，具有避光、杀菌、止痛、除臭、抗氧化作用，是日用化工产品、美容化妆品（如雀斑霜、粉刺霜、香波、香皂、牙膏、刮脸洗液、收敛液、抗汗除臭洗剂）等的重要添加剂。尿囊素具有促进皮细胞生长，使伤口迅速愈合的作用。用作抗溃疡药，促使溃疡愈合，是一种药用生化试剂。尿囊素能软化角质素，使皮肤保持水分、滋润和柔软、有弹性、有光泽，是化妆品的特效添加剂。它能使蛋白角质软化，防止头发分叉、断裂，能使头发柔软、有光泽和弹性，可配制抗刺激、抗头皮屑、清洁及使伤口愈合的头皮制剂。尿囊素对土壤微生物有激活作用， 对小麦、水稻、瓜果、蔬菜等农作物有生长调节作用，可使其增产10～20％，可用于各种植物促进剂及叶面肥中。年产100吨，设备投资50万元，需厂房150m 2 ，原料消耗：乙醛酸（40％）1.85吨，尿素1.5吨。此外，也可以乙二醛为原料，经硝酸氧化生成乙醛酸，再合成尿囊素，这样原料成本可减少1.4万元/吨。

一、清洁生产审核项目 南开大学清洁生产研究中心自 2005 年成立以来，进行各类审核60 余项，包括化工、电力、石油天然气、电镀、冶金、食品饮料、建 材、服务等多个行业，审核企业除了天津本地企业之外，还包括河北、 山东、上海、重庆、内蒙、吉林等遍布全国多个省份。其中化工类审 核 14 项，石油、天然气及石油化工类审核 11 项，电力审核 11 项。 同时深入开展清洁生产工艺与技术的研发，着重于清洁生产工艺技术 改造提高生产效率，达到节能降耗，减污增效的目的。 在进行清洁生产审核的同时，通过现场考察和实测，审核数据和 生产工艺，查阅大量的国内外技术资料，深入研究各行业的理论和技 术工艺，细致地查找问题，科学地分析原因，通过翔实的物料衡算， 经科学理论论证，查找清洁生产机会、污染物去向及产生的原因；通 过大量的实验和理论研究，制定一些解决问题的清洁生产方案；并通 过论证推荐可行方案。企业通过推荐方案的实施，使企业实现技术进 步，获得显著的经济效益和环境效益。 近几年主要承担的清洁生产审核项目遍布全国各地达 60 余项。 二、能源审计项目 多年来该中心一直从事节能减排技术、节能审计和能源评估工作 研究，培养了一批节能与清洁生产专业技术人员，积累一些节能减排 的研究成果，2009年由天津市节能推荐为天津市节能审计单位之一。 几年来，承担国家和地方以及企业项目 14 项；承担能源审计和 用能评估项目 20 余项；涉及重点行业有石油化工、电镀、冶金、煤 炭、电力、建筑、与机械设备等行业，根据审核出的技术难题，深入 开展技术研发，达到节能、降耗、减污、增效的目的。 近几年主要承担的能源审计项目达 20 余项 三、合理用能评估项目 2010 年，本中心在全国 120 家申报单位中脱颖而出获得了国家节能中心成员单位资格，被国家节能中心列为推荐合理用能评估单位， 多次参加评审国家的能评报告。 近几年主要承担的合理用能评估项目 10 余项。 四、能源评估项目 该中心将能源评估、能源审计与节能技术研发相结合，能源管理 制度与循环经济、清洁生产相结合，通过清洁生产审核发现的问题， 为企业解决节能减排技术难题，开发节能减排技术，形成了具有综合 创新技术能力的节能与清洁生产研究的综合平台。 近几年通过清洁生产审核进行的能源评估项目达 20 余项。 五、节能与清洁生产技术研发成果（举例） 1、过程节能--碱性玫瑰精染料节能型清洁生产新工艺 针对产品收率低，碳利用率低的问题，我们提出了新工艺进行生 产性试验，用 98%间氨基苯磺酸替代 58%间氨基苯磺酸钠溶液，通过 新工艺改造产品收率提高到 77%，（改造前为 67.1%）。 针对废渣问题，我们研制了两段和两相式热裂解工艺技术及设备， 将气化可燃气体回用于生产锅炉替代煤炭使用。 节能效果与经济效益分析：以该行业中等规模公司为例，公司产 品产量为碱性玫瑰精等产品 700 吨/年计算，玫瑰精产品收率提高 10%， 每年增加 70 吨产量，每吨按 3 万元/吨计算，新创产值 210 万元；按 现有 1 吨产品产生 1 吨废渣计算，每吨废渣处理费用 3500 元/吨计 算，废渣减量至原来总量的 10%左右，每年减少处理费用 231.5 万元； 废渣热值为 29KJ/Kg,与标煤热值相当，年节约标煤 449t 吨，按 700 元/吨计，节约燃料费用 31.43 万元。两项合计 262.93 万元。年节约 煤，减少废渣的产生排放量 662 吨/年，废水排放减少 18793 吨/年， 碳排放 762 吨/年。每年增加经济效益 472.93 万元。

项目概述：该项目是针对染料废水而研制的吸附混凝剂，针对不同各种类的染料，已研制成系列产品。AS混凝剂是一种无机复合型吸附剂，外观为淡黄褐色悬浮液。对染料废水处理，COD去除率在72%～89%(因品种而异)，脱色率可达96%以上。1999年通过江苏省科委组织鉴定，结论为“有所突破、国内领先”，2000年分别获江苏省和国家石化局科技进步三等奖，并于200