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。

氯化聚氯乙烯 (CPVC) 是聚氯乙烯(PVC)经氯化制得的一种新型高分子材料，具有比PVC更 加优良的抗腐蚀、耐老化、难燃等性能，是橡胶与塑料的优良改性剂和添加剂。一般PVC的氯 含量为56-59%，CPVC为64-75%，与PVC相比，CPVC树脂具有更优良的使用温度、耐化学稳定 性、耐老化性及阻燃消烟性。CPVC管材使用温度范围广，一般PVC管材最高使用温度不超过 80°C，安全使用温度为60°C，CPVC管材最高使用温度为110°C，在95°C下使用时，可保持足 够的机械强度，特别适用于输送热水、热化学溶液。国内PVC的产能过剩，开发CPVC项目可 以解决PVC的产能过剩问题，解决氯气产能过剩的问题，提高附加值，对氯碱工业有巨大的促 进作用。目前大部分企业采用水相悬浮法制备CPVC，存在的最大的问题是氯化不均匀，如何 提高氯化的均匀度成为当务之急。本技术采用专有技术对PVC树脂进行氯化，不仅氯化均匀度 高，而且对PVC树脂的型号适应性强。

以高性能纤维（玻纤、碳纤、芳纶等）为增强体，通过自有独特专利技术制 备三维正交、角联锁、间隔型机织物以及三维多向编织物，并通过树脂改性、复 合成型等技术集成制备成系列三维机织、三维编织复合材料。系列结构材料具有 质轻、高强、高模、耐冲击等性能、阻燃、隔音、隔热等特性，可广泛用于交通 工具、体育用品、军事、安全防护等领域。321 2 关键技术 ① 重构出“纤维-预制件-复合材料”在空间位置的真实图像，再现复合材 料内部纤维束空间路径、偏转和纤维束间的接触状态，定量揭示工艺织造参数之 间的关联关系；基于连续介质假设和有限变形理论，建立三维机织多尺度结构设 计方法。 ②以界面相的微观结构为切入点，从设计合理的碳纤维-环氧树脂界面微结 构入手，将碳纳米材料作为纳米改性剂引入碳纤维/环氧树脂复合材料界面中， 揭示其界面增强增韧机理，最终确立界面、结构与性能的关联机制。 3 知识产权及项目获奖情况 （1）一种用于宽幅扁平碳纤维丝束的连续定型工艺 ZL 201010519415.1 （2）一种适用于无弯曲织物织造的夹头 ZL201310303000.4 （3）一种适用于无弯曲织物织造的送经装置 ZL201310302349.6 （4）一种无弯曲织物织造的纬纱递进装置 ZL201310302920.4 （5）一种体密度梯度变化的碳纤维针刺预制体 ZL201410159117.4 （6）一种深交联结构碳纤维增强酚醛树脂基摩擦材料及其制备方法 ZL201501531119.6 4 项目成熟度 成熟度 5 级 5 投资期望及应用情况 可广泛用于交通工具、体育用品、军事、安全防护等领域。 

聚乙烯醇缩丁醛树脂（简称PVB）是由聚乙烯醇（PVA）和丁醛进行缩合反应所合成的一种热塑型树脂产品。外观为白色粉末，可溶于甲醇、乙醇、酮类、卤代烷、芳烃类溶剂。并与硝酸纤维素、酚醛树脂、环氧树脂和一些增塑剂都具有良好的相溶性。PVB具有良好的成膜性，形成的涂膜具有较高的透明性、耐寒性、耐冲击、耐紫外辐照等优越的特性。并且PVB具有特殊的化学结构，能够与金属、玻璃、木材、陶瓷、纤维制品等有优良的粘结力，并对颜料与染料具有良好的分散性。其广泛应用于制作安全玻璃夹层膜，涂料和油漆，覆铜板，瓷用花纸，织物印花，水松纸，油墨，以及特种粘合剂等。 用 途 打印油墨、苯胺印刷油墨、照相凹版印刷油墨、色料准备：所有低粘滞度聚乙烯醇缩丁醛类型都适合用于苯胺印刷和照相凹版印刷油墨。一种规格在所有的产品中有最低的粘滞度。 暂时粘结剂、陶术粘合剂、用作金属粉末粘合剂：聚乙烯醇缩丁醛显示出良好的陶器的粒子分散性,烤干后有良好的外形稳定性。它在陶器的未加工片中作为用作粘合剂。 粘合剂、印刷电路板粘合剂：聚乙烯醇缩丁醛和酚醛树脂的混合物用于粘和含铜箔羟苯板,具有良好的粘性和耐剥离性。 漆包线卷粘合剂： 在漆包线卷上涂上聚乙烯醇缩丁醛胶液,加热并粘和金属丝。 热熔粘接剂、蚀洗用涂料： 作为蚀洗用涂料是聚乙烯醇缩丁醛的重要用途之一。强力粘和到金属和它上面的覆盖表面,可以暂时防锈。广泛应用于船只,桥梁,车辆,飞行器以及电器用具等上的钢件和铝件的底漆。蚀洗用涂料与几乎所有的表面涂料具有强力粘和性,包括以聚氯乙烯,三聚氰胺和油性的羟苯涂料。 汽车表面整修底漆: 以聚乙烯醇缩丁醛为基准对金属有强性粘和力,在汽车表面整修工作用作钝化底漆,在粗加工后在裸金属上涂上这种底漆。 金属漆: 在用于金属普通干燥涂料和烘漆的聚乙烯醇缩丁醛掺有天然树脂,合成树脂和快干油。通过添加一些聚乙烯醇缩丁醛。这种涂料的粘附性,坚韧性和实用耐久程度具有明显的改善。通过添加热固性树脂将其增加耐冲击性,柔韧性和粘附性。例如一种酚醛树脂与少量的聚乙烯醇缩丁醛的混合物可以制成优良烘漆,这种烘漆可用于食品容器。 金属箔漆: 在金属箔(主要是铝)上涂有聚乙烯醇缩丁醛胶液,可以增加金属箔的抵抗力和防潮性。另外只要通过熔接就会达到良好的包裹作用。与自动包装设备一起使用,来紧缩巧克力、饼干、医药和摄影产品等。 粉末涂料: 含环氧树脂融合聚乙烯醇缩丁醛在边缘覆盖和防止粉碎中有作用。 真空金属涂层涂料: 由于它们可以良好粘和塑料和金属,聚乙烯醇缩丁醛的酒精溶液用于真空金属涂层粘合剂和装潢漆。 上光表面保护涂料: 聚乙烯醇缩丁醛用于网球拍球拍夹等等。用于细木家具上漆,铜和银线上漆和各种金属涂覆表面的上漆。 覆膜: 聚乙烯醇缩丁醛覆膜在室温下具有卓越延展率,在低温下,这种属性也不会消失。在增塑剂的作用下这种产品可以在皮革上生成一层柔软和有伸缩性的薄膜。但这只是丁缩醛树脂的性质。 其他领域、反射性薄板粘合剂: 鉴于聚乙烯醇缩丁醛对色料具有良好的分散性,聚乙烯薄膜的透明度和对塑料膜的粘和性,这种PET和其他涂有聚乙烯和玻璃珠溶液的塑料膜应用于交通管制薄板和引导标记。 染料转印带状物油墨: 由于聚乙烯醇缩丁醛对染料具有良好的分散性,由于聚乙烯醇缩丁醛对染具有良好的分散性,以聚乙烯醇缩丁醛树脂的油墨和升华染料最初涂在塑料膜上,由热升华的染料转到表面处理过的纸上。 录音磁带涂料: 聚乙烯醇缩丁醛对磁粉末具有良好分散性,可以用作高级磁带粘合剂。 陶器的标注转印纸: 印有图案的转印纸是湿的,粘到陶器的表面和纺织品表面上然后撕走。图案就印到表面上了。

项目以海上风机叶片和大飞机结构材料为研究目标，提出根据环氧树脂和双马来酰 亚胺树脂结构特点，设计并在碳纳米管表面引入带有特征官能团的结构，通过工艺调整 和仪器分析相结合控制特征官能团的数量，制备出质量稳定的多功能碳纳米管改性剂。 然后在不改变碳纤维/环氧树脂或 BMI 复合材料基本成型工艺的条件下，利用此多功能 碳纳米管改性剂提高碳纤维/环氧树脂或 BMI 复合材料的韧性、强度、模量、耐冲刷能 力、耐腐蚀和抗老化性能。 

课题组在国家863计划等资助下，研究聚苯硫醚（PPS）复合专用树脂制备及纤维成形关键技术; 研究开发了具有抗紫外特性的功能PPS纤维;研究确定了纳米SiO2增塑PPS纤维的新配方新工艺;自主设计开发了PPS纤维纺丝新型工艺与装备，成功纺制了具有优良物理机械性能纳米复合PPS纤维。成果已在企业推广应用。

项目组围绕航空航天领域对高性能树脂及先进结构/功能一体化复合材料的迫切需求，在国家重点项目支持下，从分子结构出发，发明了三种含芳杂环结构的新型双马单体，在国际上创制了服役温度介于280～350℃可调控的系列耐高温双马树脂，比国内外同类产品高40～114℃；发明了优化复合材料界面结构与性能的在线低温等离子体调控技术，其高性能有机纤维复合材

卫星在轨运行和返回过程中需经历极端高低温环境，构件尺寸的稳定是保证卫星在轨高精度、返回高安全、任务高可靠的关键。针对卫星搭载的某宽带微波载荷与卫星本体材料之间热膨胀系数不匹配极易导致的载荷在轨及返回过程中载荷接收精度不稳定、信息传输不连续等问题。我校陈骏教授团队以原创的负热膨胀技术研发了具有轻质、热膨胀系数低、力学性能优异、尺寸稳定性好的高性能低膨胀铝基复合材料，并研制了系列关键连接内置件、环件等高性能低膨胀构件，首次将负热膨胀技术应用到我国的卫星上，填补了高性能低膨胀金属构件在工程应用领域的空白。该技术使得某宽带微波载荷与卫星本体之间热膨胀匹配性增强、界面应力大幅度减小，保证了卫星在轨与返回过程中信号高精度传输与接收，助力卫星成功返回。 图1 实践十九号卫星成功返回（图片来源国家航天局） 图2 高性能低膨胀铝基复合材料及构件应用于全球首颗可重复使用返回式技术试验卫星（图片来源央视新闻频道）

氯乙烯是氯碱工业副产氯气的重要消纳产品，但在过去十年里，氯乙烯装置的建设规模过大，聚氯乙烯装置的开工率已低于60%，聚氯乙烯树脂行业已经入了微利和亏损的时期。特别是高速增长的房地产行业开始进入调整期，聚氯乙烯树脂的一个重要市场--下水管和塑钢门窗，也将进入停滞和收缩。面对这一挑战，开发高附加值的、差异化的氯乙烯共聚树脂，对提高氯乙烯树脂企业的竞争力有积极的意义。 目前工业化的氯乙烯共聚树脂主要有氯乙烯和醋酸乙烯酯的共聚物（氯醋树脂），氯乙烯与丙烯酸酯的共聚物和氯乙烯与乙烯基醚的共聚物（氯醚树脂）。其中氯醋树脂和氯乙烯与丙烯酸的共聚树脂是比较老的品种。氯醚树脂是一种较新的共聚树脂，首先由BASF公司工业化生产，用于工业防腐和印刷油墨，是氯化橡胶和氯化聚丙烯的替代品。特别是随着四氯化碳的禁用，氯醚树脂生产过程无污染，产品性能可调控范围大，是一种快速发展的氯乙烯共聚物。 传统的氯醚树脂是线性聚合物，我们开发了一种新型的可交联的氯乙烯共聚物。结合力氯乙烯的阻燃性、高密度，可用于低粘度、高固含的防腐涂料和建筑保温泡沫层。与现有的氯醚树脂相比，可以降低涂料的VOC排放60-80%，符合国家产业政策。 此外，鉴于塑化剂导致的人们对DOP等邻苯二甲酸酯类的担心，聚氯乙烯软制品的应用受到限制。针对这一问题，我们开发了自增塑的氯乙烯软树脂。其特色是将增塑剂单分子单体共聚到聚氯乙烯分子链中，在加工过程中无须加入小分子的增塑剂，从根本上解决了增塑剂在使用过程中的迁移问题。 目前上述的共聚树脂已经完成了实验室的研发，需寻找合作方进行中试和工业技术开发。

1)热固性树脂的固化速度与发泡速度的匹配 (2)环氧树脂、不饱和聚酯泡沫材料的制备