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

聚烯烃用高效无卤阻燃技术

可有效解决最大通用塑料品种聚烯烃和常用烯烃类橡胶的高效无卤阻燃，改变了聚烯烃类高分子材料的高效 阻燃只有靠溴系阻燃剂的状况，可替代含溴阻燃剂。

四川大学 2021-04-10

合成气直接制备低碳烯烃

使用不添加助剂的 Fe5C2 催化剂，在光照和常压的条件下可使 CO 的转化率达到 50% ，在烃类产物中可以得到 56% 的低碳烯烃（烯 / 烷比高达 11 ）， CO2 的选择性低至 18% ，且催化剂具有优异的循环稳定性。首先 Fe5C2 催化剂在整个太阳光谱中具有良好的光吸收，出色的光热效果（在光热条件下催化剂表面温度可以升到 ~500 oC ）改变了催化剂 对产物的 选择性。相 比较 ，传统热催化转化合成气反应在 该 温度下，烷烃产物却以甲烷为主（选择性为 95% ）， CO2 的选择性高达 36% ； 其次 Fe5C2 催化剂表面在光照条件下原位形成了微量 O 原子修饰的 Fe5C2-O 异质结构，该独特的结构 以及催化剂对光电吸收 促进烯烃 快速 脱附，避免其进一步加氢生成烷烃，从而提高烯烃的选择性。通过比较基态（热催化反应）和激发态（光催化反应）下烯烃和烷烃的吸附能量值，发现表面 O 原子可以 改变 Fe5C2 表面的局部电子结构和光学带隙，使反应更趋向于低碳烯烃的生成。

北京大学 2021-04-11

合成气高选择性制取烯烃

烯烃作为化工领域的核心分子，是合成纤维橡胶塑料等重要材料的单体，属于一类重要的高附加值化工原料。工业上的烯烃主要来源于石脑油的裂解。近年来，随着石油资源的日益减少和C1化学的迅速发展，开发从合成气直接制备烯烃的反应路径来替代传统的石化路线具有十分重要的意义。 传统合成气转化路径中约50%CO转化成了CO2和CH4等温室气体副产物，碳原子利用效率低下，严重降低了该路径的能源和经济效益。如何高效降低该过程中CO2和CH4副产物的生成、提高特定燃料产品的选择性在国际能源化工界一直是巨大挑战。 武汉大学定明月教授团队通过将碳化铁纳米晶体包裹在疏水性无定形SiO2壳中，开发出一种具有优异疏水性的核-壳型FeMn@Si催化剂。通过给催化剂包裹一层“疏水铠甲”，从而实现了56%的高CO转化率和13%的低CO2选择性，烯烃收率高达36.6%。核层碳化铁活性相与壳层疏水基团的高效协同，将能拓展出一系列新型的复合催化剂，通过抑制高耗能的水煤气变换反应，大幅度降低合成气转化过程中的CO2排放，显著提高碳原子利用效率，有望实现合成气更高效、更经济制取烯烃、汽油、芳烃、航油等各种高附加值化学品。该研究成果发表在《Science》期刊上，同期《Science》期刊发表了亮点评论文章，高度评价了该工作，认为该工作对于实现“碳达峰、碳中和”目标提供了新的解决方案。 合成气在疏水性FeMn@Si催化剂上高效制取C2+烯烃

武汉大学 2021-05-12

废旧家电回收聚烯烃制备木塑材料

木塑材料是以植物纤维填充热塑性塑料，利用塑料加工方式进行加工的新型复合材料。以废旧家电产品的外壳、塑料零件等回收聚烯烃为基体填充木粉、农业秸秆等植物纤维，通过双螺杆挤出机反应挤出生产高性能的木塑复合材料。木塑材料是一种新型的高分子复合材料，集木材及塑料两种材料的特点于一身，比单纯的木材以及塑料在许多方面更具有优势，在很多场合可以完全代替木材产品和塑料制品。作为代塑、代木的最佳产品，木塑复合材料的意义不仅仅是一种绿色产品，重要的是它能变废为宝，契合了目前我国建设节约型社会、发展和谐社会的要求。木塑材料以其优异的性能已经成功的应用于建筑和装饰行业、园林市政建设、包装物流、军工材料、汽车工业及日常生活用具等领域，特别是在物流托盘等方面可完全代替木材、塑料板材，不仅能解决废旧家电产品带来的白色污染问题，也重新利用了木材废弃物、植物秸秆等农业垃圾，并且降低了物流成本，是一种双赢的产品。此外在木塑材料还能添加不同的相容剂、添加剂等助剂来满足不同的使用要求、生产具有不同功能的材料，工艺条件和加工设备简单，是一种能快速上马的科技项目。木塑材料的技术关键在于生产前必须对生产原料进行干燥处理，需添加相容剂、偶联剂等改性剂来改善木塑材料的性能。改性剂与回收聚烯烃和植物纤维同时挤出，在挤出过程中完成反应增容的过程，挤出成品可获得较好的物理机械性能。具有核心技术，自主知识产权。获得2010年中国国际工业博览会中国高校展区优秀展品奖二等奖。

华东理工大学 2021-04-11

高效聚烯烃抗菌医用材料的制备

随着人口的增加，国民经济的发展，医疗卫生条件的改善，医疗卫生用品与器械的使用量每年成数倍的速度增加，达到数十亿元的规模。例如，2003年欧洲仅医用敷料市场即达到9亿欧元，预计每年将有30％的增长率。而全球市场容量近千亿人民币，其中国内市场约50亿元。然而绝大部分医疗卫生用品处于水平较低的状况。每年国内都要使用近百万付导尿管之类外用医疗器械，然而因为细菌、病毒等感染，引起病人各类并发症，甚至危及生命。各类输血、医疗卫生器械因病菌传染、交叉感染常常成为主要导致疾  病的原因。又例如

四川大学 2021-04-14

合成气高选择性制取烯烃

项目成果/简介:烯烃作为化工领域的核心分子，是合成纤维橡胶塑料等重要材料的单体，属于一类重要的高附加值化工原料。工业上的烯烃主要来源于石脑油的裂解。近年来，随着石油资源的日益减少和C1化学的迅速发展，开发从合成气直接制备烯烃的反应路径来替代传统的石化路线具有十分重要的意义。传统合成气转化路径中约50%CO转化成了CO2和CH4等温室气体副产

武汉大学 2021-01-12

烯烃热塑性弹性体本体嵌段聚合技术

以苯乙烯与二烯烃嵌段共聚物SBS、SIS、SEBS、SEPPS的热塑性弹性体，在全世界已形成 了数百万吨的生产能力和消费量，我国也有30多万吨的生产能力。由于其优异的性能和不可替 代性，在办公用品、家用电器、汽车、化工、仪表、压敏胶、制鞋、高速公路等领域都具有极 为广泛的应用。 这一类热塑性弹性体目前是采用苯乙烯聚合至预定分子量后，继而进行二烯烃的嵌段聚 合，达一定分子量后再进行苯乙烯的嵌段，或者采用多官能团偶联剂将嵌段分子结合成线型或 星型结构共聚物的方式生产的。然而这样复杂的分子设计和聚合过程必须采用无终止的活性聚 合方式方能实现，例如采用阴离子聚合。遗憾的是阴离子聚合很难控制。聚合体系内有害杂质 含量不能高于数ppm范围。 反应挤出之所以可以进行本体聚合或高分子化学反应，就是因为设备本身——挤出机原本 就是专用于高聚物高黏度熔体加工的，因此反应挤出技术可使高粘度本体聚合体系很容易得到 有效剪切、流动和表面更新，聚合热得以有效传导，使几乎运用其它方法都难以实现的高速放 热的本体活性聚合得以实现。因此，为了实现该类热塑性弹性体现低碳、环保、绿色的本体聚 合，也许只能寄期望于反应挤出聚合的制造技术了。 反应挤出聚合可以大量节约能源，其主要原因是采用本体聚合可以避免使用大量溶剂，在 溶剂的回收与复用上不仅可以节约巨大的能量，而且也极为有利于环保控制与生产安全。有一 种观点认为采用螺杆挤出同样需要消耗能量，但实际上无论采用何种聚合方式，甚至包括聚乙 烯、聚丙烯这样的本体聚合，最终也都需将聚合物与各种添加剂复配，经历一个造粒过程。所 采用的也是螺杆挤出机，耗费几乎同样的能量。而反应挤出聚合只是将聚合与造粒两步并作为 一步进行而已。此外，聚合过程中释放出的热量，还可以充分利用。因此从能耗上考虑，无论 如何计算都是一场节能的大革命。

华东理工大学 2021-04-11

聚烯烃/植物纤维微孔复合材料系列

可以量产/n植物纤维具有长径比大、比表面积大、比强度高、密度低（比所有的无机纤维都低）的特点，而且在特定的工艺条件下还可以进行生物降解。它与热塑性塑料共混所制成的复合材料具有机械性能好、加工性能好、价格低廉、产品重量轻、加工性好等优点，将废旧塑料和植物纤维共混生产复合材料和微孔复合材料，有助于解决“白色污染”。本技术研发出了两种材料：聚烯烃/植物纤维复合材料和再生聚烯烃/植物纤维（微孔）复合材料聚烯烃/植物纤维复合材料：将植物纤维经改性处理，提高纤维与塑料基体的相容性，增加二者之间的粘结力，利用柔性

湖北工业大学 2021-01-12

无卤阻燃聚烯烃及其纳米复合材料

聚烯烃（PP，PE）是产量较大的一类通用塑料，由于重量轻、低毒性、良好的电气绝缘性、耐腐蚀性和机械性能，被广泛应用于建筑、交通、家庭装饰、电子电器和电线电缆等行业。然而聚烯烃的极限氧指数低，属易燃性材料，且燃烧时产生大量融滴，不易熄灭，使得在一些重要领域（如电子电器、电线电缆、日用消费用品、装饰及服装等）的应用受到了限制。为解决烯烃类聚合物难于阻燃的问题，本项技术采用自制研发的膨胀型高效无卤阻燃剂，及复合纳米技术和催化技术，针对聚烯烃的阻燃设计而成，这种阻燃剂具有较高的阻燃效率，在较少的添加分数时即可对聚烯烃（PP，PE，EVA等）起到优异的阻燃效果，在燃烧时不产生熔融滴落现象，氧指数明显提高，热释放速率显著降低，满足国家标准要求。烟雾产生量明显低于同类产品。此外这种阻燃剂还具有热稳定性好、耐析出对基体的力学性能损伤小、低烟无卤、环境友好等优点。产品质量与性能优于或达到国外同类产品技术水平，具有十分广泛的市场应用前景。本项目已申请多项发明专利。 主要技术、指标： 膨胀型阻燃剂在N2或空气中Tonset≥255 ℃，700℃残余量m≥40 %；用于阻燃PP，添加量18 %时，可以达到LOI>30，垂直燃烧V-0级，热释放速率小于150 kJ/m 2；用于阻燃LDPE，添加量25 %时，可以达到LOI≥30，垂直燃烧V-0级，热释放速率小于160 kJ/m2。 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）： 设备投资：900万元，厂房：2000平方米。

四川大学 2023-05-15