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配位聚合物多孔材料在化工吸附分离领域的研究与应用
丁二烯是产量最大的化工产品之一，其生产过程中需要耗费大量的能量和有机溶剂对成分复杂的C4烃类混合物进行蒸馏分离。利用多孔材料进行吸附分离是一种潜在的高效分离提纯方法，但分子较小、极性较大的丁二烯容易被吸附，在脱附过程中不但容易被残留的其它C4烃类污染，而且容易受热聚合。我们前期已经发现可以利用合理设计的超微孔亲水多孔材料对C2烃类实现反常的极性选择。针对丁二烯分子柔性显著小于其它链状C4烃类的特点，我们希望能进一步通过特殊的孔道形状控制这些柔性客体分子的构型，利用构型变化的能量差获得反常的吸附选择性和最优的C4烃类吸附分离顺序。形状尺寸合适的离散孔洞最有利于控制柔性客体分子的构型和并反转吸附选择性，而连续的孔道对客体分子的吸附扩散又是必须的。通过模拟计算,发现具有准离散孔洞的柔性多孔材料MAF-23在两种要求中取得平衡，实现了反常而且最优的C4烃类混合物吸附分离顺序。常温常压下将丁二烯、丁烯、异丁烯和丁烷混合物通过MAF-23填充的固定床吸附装置后，吸附最弱的丁二烯最先流出而且纯度很容易达到99.9%，同时可避免常规纯化方法中因加热而产生的丁二烯自聚问题。
中山大学
2021-04-13
有机‑无机复合纳米粒子超亲水改性聚合物膜及制备方法
本发明涉及膜分离技术，旨在提供一种有机‑无机复合纳米粒子超亲水改性聚合物膜及制备方法。该聚合物膜含有超亲水性的聚醚改性有机硅材料，有机‑无机复合纳米粒子均匀分布在聚合物膜的截面、外表层和内表层，并呈梯度微纳珠状网络结构；所述的超亲水性的聚醚改性有机硅材料含有Si‑C键连接型超亲水聚醚功能基团。本发明使能实现不同部位水增量速度差异，从而制备具有梯度孔结构的有机‑无机复合纳米粒子超亲水改性聚合物膜。可实现对聚合物膜膜孔结构的精确控制，满足多样性使用环境。具有超级亲水、优异亲水持久性、超低压或零过膜压超高水通量、超高抗污染性能，可广泛应用于饮用水深度净化、工业污水处理、食用饮品的浓缩分离、油水分离。
浙江大学
2021-04-13
生物质聚乳酸基复合材料的开发与产业化
聚乳酸被全球公认为21世纪最有发展前景的生物质塑料，它具有良好的生物降解性/相容性、力学性质、热塑性、成纤性、透明度高，适用于吹塑、挤出、注塑等多种加工方法，加工方便，部分性能优于现有通用塑料；但其同时也存在着强度较低、脆性大、耐热性差等不足，使得其应用仅局限于生产通用塑料、薄膜等领域，要想应用于条件较为苛刻的汽车、航空航天、建筑业等领域，必须对其进行改性以提高其耐热性能和力学性能。本项目拟采用课题组多年来积累的研究成果，与相关企业展开合作，进行成果的转化和产业化工作，最终形成具有市场潜力的系列化改性聚乳酸复合材料制备技术，例如天然纤维增强聚乳酸、高韧性聚乳酸、高填充级聚乳酸、阻燃级聚乳酸和纤维级聚乳酸等的制备技术，通过这些技术制备的改性聚乳酸树脂将具有更加优异和针对性的性能，主要用于生产聚乳酸纤维、薄膜、板材和容器等，可应用在生活快消品、农用地膜、飞机/汽车内饰用材料等领域。项目目标是通过深入研究，对部分尚不完善的技术环节进行最后的攻关，然后整合已有的技术与专利成果，并进一步放大实验和标准化测试，形成一系列可直接产业化的系统化解决方案技术包，最终顺利完成相关技术成果的产业化转化工作。 本项目研究采用的原材料为可生物降解的聚乳酸，经过本团队十多年的研发，目前已实现产业化。本项目的主要工作是梳理课题组多年来对聚乳酸树脂改性的相关技术，与授权专利等成果整合，进一步放大成系列化的产品技术，最终顺利相关技术成果的产业化转化工作。 项目中的大部分关键技术均已被攻克，目前需要做的是有目的的对所有技术进行梳理和整合，查漏补缺，对部分尚不完善的技术环节进行最后的攻关，从而形成完整的系统化的产品技术，并与相关授权专利进行整合，最后打包形成一系列可直接产业化的系统化解决方案技术包。目前70%的聚乳酸市场在对性能要求不太高的包装行业中，随着人们环保意识的增加，该市场容量会继续增加，但由于聚乳酸整体市场的快速增长，包装材料所占聚乳酸市场比例会逐渐缩小。在汽车、家电及电子产品行业中对更高性能聚乳酸改性材料的使用是个新趋势，市场份额虽然不大，但会持续增长。目前聚乳酸在全球市场的总容量预计为100亿元，且有很好的成长潜力。本项目技术面对的正是高性能、高附加值的潜在市场，其产业化预期会有良好的经济效益；项目产品在环境污染治理和防护方面的贡献将会产生良好的社会效益。
同济大学
2021-04-11
碳纳米管对树脂基复合材料的强韧化技术
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。
同济大学
2021-04-11
新型无石棉短纤维增强橡胶基密封复合材料制备技术
1. 项目概述石棉橡胶板（CAF)曾经是过程工业中应用最为广泛的静密封垫片材料。由于石棉是一种强致癌物质，许多发达国家都已立法禁止生产和使用含石棉纤维的制品，因此世界各国特别是工业发达国家都将开发无石棉密封材料作为密封技术领域的主要研究方向之一。上世纪90年代后，国际上一些著名密封板材生产企业，如美国的Garlock公司，奥地利的Klinger公司，英国的Flextallic公司，德国的Kempchen公司，日本的Valqua、Pillar等公司，相继研究开发了多种无石棉短纤维增强的橡胶基密封复合板材（NAFC材料），并已进入规模化生产阶段，以期在广泛的领域内全面替代CAF。我国自八十年代以来，NAFC材料的年需求量稳步上升，但受国外企业的技术封锁以及国内耐高温合成纤维品种相对单一、产量低、进口纤维价格昂贵等因素的限制，NAFC材料的开发起步艰难，目前国内该种材料的应用主要依靠进口产品，价格非常昂贵。本项目依托南京工业大学在静密封研究领域的技术优势，以传统的CAF材料制备工艺为基础，通过合理选择增强纤维、纤维表面处理工艺，研究纤维增强机理并优化材料制备工艺，不断提高产品的常温和高温性能，在保持低成本的前提基础上，系列化开发适合当前国内市场需求的短纤维增强NAFC新材料，并使其达到甚至超过国外进口同类产品的性能指标。项目成果拥有自主知识产权。所开发产品有望在静密封领域内逐步替代国外进口产品。2. 技术优势本项目制备开发的短纤维增强NAFC材料具有耐高温（300摄氏度）、低蠕变、高强度、低成本的特点。并且其制备工艺简单，基本沿用了传统CAF材料的生产设备。产品技术指标完全满足国家标准对NAFC材料性能的要求，且某些指标已经超过了国外同类进口产品。
南京工业大学
2021-04-13
一种大塑性非晶基复合材料的制备方法
本发明公开了一种非晶基复合材料的制备方法，其特征在于， 包括：将片状非晶合金与增韧第二相材料交替层叠后置于夹具中，其 中所述增韧第二相为板状且上下表面开有阵列通孔的结构；在恒压或 渐增载荷的条件下，对层叠的非晶合金及多孔板加热，同时对其实施 超声振动，非晶合金迅速软化并被压入第二相增韧板的孔中，使得非 晶相合金与增韧第二相的界面冶金良好结合，而且成形过程中不会发 生晶化，从而获得塑形良好的非晶合金复合材料。本发明还公
华中科技大学
2021-04-14
一种制备纳米颗粒增强铝基复合材料的方法
本发明公开一种制备纳米陶瓷颗粒增强铝基复合材料的方法。 首先将纳米陶瓷粉、微米级铝或铝合金粉混合粉末在真空或氩气保护 下，通过干式高能球磨制备出纳米陶瓷颗粒体积分数为 10～50％的毫 米级复合颗粒。然后将毫米级复合颗粒直接熔化或者添加到铝或铝合 金熔体中，并施加超声振动，促进纳米陶瓷颗粒在金属熔体中的均匀 分散，制备出纳米陶瓷颗粒增强铝基复合材料。本发明中干磨法制得 的毫米级复合颗粒可以很容易地完全加入到金属熔体中
华中科技大学
2021-04-14
高吸水性蒙脱石聚合物制备
项目介绍: 目前,我国生产的蒙脱石粘土矿物产品的五分之四用在铸造、冶金球团、钻井造浆、油脂脱色等应用领域，产品用途单一，结构单一不能系列化、产品科技含量低、产品附加值低。而高吸水性蒙脱石聚合物与之不同的是:它是更高一个层面──有机、无机交叉应用领域二者“结合”的产物, 它兼有二者的物化特性,不仅提高了产品的科技含量而且拓展了蒙脱石类产品的应用领域。此聚合物实质上基于蒙脱石层间K+、Na+、Ca2+、Mg2+等离子的交换性及层间的间距可扩张性,通过交联剂实施有机母胶液对蒙脱石矿粉的穿插、交联聚合,形成有机、无机互补性强的高吸水聚合物。1) 聚合物特性及性能：此聚合物有: ①高吸水,每克干聚合物(粒、粉)对自来水的吸水倍率可达55ml─300ml∕g ; ②吸水体有一定强度、不粘手; ③具有较好的持水、釋水特性, 吸水体在外力作用下只改变形态而不会放出水分,但在太阳底下凉晒会随着空气湿度变化放出或吸收水分; ③ 蒙脱石结构未遭到破坏仍保持其阳离子交换特性; ④ 聚合物干燥后再吸水仍保持原吸水能力,可反复使用之等性能；2) 聚合物的用途：此材料可用作: ① 农用节水保墒; ② 载体材料; ③干燥剂; ④油水分离材料; ⑤污泥固化材料; ⑥防渗堵漏材料; ⑦沙漠治理等材料。用途十分广泛。
武汉工程大学
2021-04-11
高吸水性蒙脱石聚合物制备
中试阶段/n我国生产的蒙脱石粘土矿物产品的五分之四用在铸造、冶金球团、钻井造浆、油脂脱色等应用领域，产品用途单一，结构单一不能系列化、产品科技含量低、产品附加值低。而高吸水性蒙脱石聚合物与之不同的是:它是更高一个层面──有机、无机交叉应用领域二者“结合”的产物, 它兼有二者的物化特性,不仅提高了产品的科技含量而且拓展了蒙脱石类产品的应用领域。此聚合物实质上基于蒙脱石层间K+、Na+、Ca2+、Mg2+等离子的交换性及层间的间距可扩张性,通过交联剂实施有机母胶液对蒙脱石矿粉的穿插、交联聚合,形成有机、无机互补性强的高吸水聚合物。(1) 聚合物特性及性能：此聚合物有: ①高吸水,每克干聚合物(粒、粉)对自来水的吸水倍率可达55ml─300ml∕g ; ②吸水体有一定强度、不粘手; ③具有较好的持水、釋水特性, 吸水体在外力作用下只改变形态而不会放出水分,但在太阳底下凉晒会随着空气湿度变化放出或吸收水分; ③ 蒙脱石结构未遭到破坏仍保持其阳离子交换特性; ④ 聚合物干燥后再吸水仍保持原吸水能力,可反复使用之等性能；(2) 聚合物的用途：此材料可用作: ① 农用节水保墒; ② 载体材料; ③干燥剂; ④油水分离材料; ⑤污泥固化材料; ⑥防渗堵漏材料; ⑦沙漠治理等材料。用途十分广泛。
武汉工程大学
2021-04-11
基于地质聚合物的环保型无机涂料
已有样品/n地质聚合物是指通过地球化学作用或人工模仿地质合成作用而形成的一种硅铝酸盐类的土壤聚合物，由硅氧四面体与铝氧四面体聚合而成的具有非晶态或准晶态特征的三维网状结构的凝胶材料。地质聚合物是一种早强、快硬的无机材料，具有高强度、耐高温、耐腐蚀、易施工等诸多优点。地聚物的界面结合能力强，形成的膜结构紧密，将地聚物引入涂料中制备地聚物基无机涂料，其涂膜具有地聚物的诸多优点。市场预期：地聚物无机涂料原料广泛、成本低廉、制备工艺简单、生产过程中不放出任何有毒气体，不会对环境造成任何污染，因而在建筑、水泥
中国科学院大学
2021-01-12