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树脂基复合材料制造模拟与优化技术
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。
北京航空航天大学
2021-04-13
钨颗粒增强非晶基复合材料制备技术
本技术利用微喷射粘结3D打印技术将钨粉和非晶合金粉末制成预压坯，将预压坯进行加热抽真空，采用热等静压进行热压成形，制备出钨颗粒体积分数高、非晶合金基体为完全非晶态结构且力学性能好的复合材料。
一、项目分类
关键核心技术突破
二、成果简介
非晶合金因其独特的非晶态结构，具有明显优于传统晶态合金的力学、物理和化学性能，如高强度，良好的耐磨性和耐腐蚀性等性能，但是非晶合金最大的的缺陷是缺乏宏观室温塑性，仅表现出极小的塑性变形能力。在非晶合金中添加晶体钨，既能增加材料密度，也可以在非晶基复合材料的塑性变形过程中诱发非晶基体中多剪切带的萌生和扩展，保证相应的非晶基复合材料具有高强度、剪切“自锐性”等特性，同时又增加塑性与韧性，使其应用范围更加广泛。粉末冶金可以突破尺寸和形状限制，相比传统制备方法具有众多有益效果，但是金属钨与非晶合金的密度差异显著，通过直接球磨混粉的方式很难将两种粉末混合均匀。
本技术利用微喷射粘结3D打印技术将钨粉和非晶合金粉末制成预压坯，将预压坯进行加热抽真空，采用热等静压进行热压成形，制备出钨颗粒体积分数高、非晶合金基体为完全非晶态结构且力学性能好的复合材料。项目旨在得到一种大尺寸、外加高含量且能均匀分布的小颗粒韧性相非晶基复合材料的制备方法。对于制备粉末密度差异大的其他复合材料同样具有重要的指导意义。
华中科技大学
2022-07-26
钴镍基配位聚合物的构筑及电催化析氢性能研究
配位聚合物是由无机金属中心与桥连的有机配体通过自组装相互连接，形成的一类具有周期性网络结构的晶态多孔材料。
一、项目进展
创意计划阶段
二、负责人及成员
姓名
学院/所学专业
入学/毕业时间
祝涣钧
化学与化工学院应用化学专业
2019年9月至2023年6月
吴凌志
化学与化工学院应用化学专业
2019年9月至2023年6月
郑毅
化学与化工学院应用化学专业
2019年9月至2023年6月
王梓
化学与化工学院应用化学专业
2019年9月至2023年6月
武辰禹
化学与化工学院应用化学专业
2019年9月至2023年6月
三、指导教师
姓名
学院/所学专业
职务/职称
研究方向
覃玲
化学与化工学院
副教授
多功能配位聚合物材料的合成及应用研究
四、项目简介
配位聚合物是由无机金属中心与桥连的有机配体通过自组装相互连接，形成的一类具有周期性网络结构的晶态多孔材料。它具有多样的拓扑结构，并且稀疏多孔，密度较低。这些特点使得它在吸附，催化，储能的各个方面有着优良的效果。
本项目主要目的在于合成钴/镍基配位聚合物，选择合适的有机配体与金属离子钴/镍通过配位键构筑得到钴镍基配位聚合物，利用单晶衍射、元素分析、红外光谱等方法对其结构及组成进行表征，或者通过合成和掺杂的方式，调控它的析氢性能，设计出高催化活性和稳定性、低成本的非贵金属催化剂。
项目组成员通过设计选择有机配体与金属离子，通过溶剂热方法合成了多种金属有机框架材料，并将其热解得到衍生材料。通过线性伏安扫描法等多种实验方法测试了它们的电催化性能，其中化合物Ni-MOF的初始电位为-356mV，Tafel斜率127.3 mV⋅dec-1。Co-MOF通过掺杂Zn2+后，过电位降低到-307 mV，Tafel斜率150.2 mV⋅dec-1。我们还合成了一种对金属离子（Fe3+）与抗生素（加替沙星）有明显检测效果的锌基材料，可作为多功能探针检测水中金属离子和抗生素的残余量。由于化合物没有催化位点，我们通过掺杂钴金属的方式，改善了它的电催化析氢性能，使它具有较低的初始电位(-423 mV)、较低的Tafel效率(101.9 mV⋅dec-1)和较好的循环稳定性。
项目为研究高性能和稳定性的HER电催化剂及金属离子和抗生素荧光探针材料的设计合成提供了可行的思路。
合肥工业大学
2022-07-27
一种混合相分离制备聚合物多孔纳米纤维的方法
本发明公开了一种通过混合相分离制备聚合物多孔纳米纤维的方法，得到的聚合物多孔纳米纤维直径在300～900nm之间，孔径为1～120nm，其制备方法为：将聚合物、添加剂和溶剂按一定比例混合，加热搅拌至完全溶解形成透明溶液，将溶液进行静电纺丝，初生纤维沉积于冰水浴或温度为0～20℃的水浴中，发生热致相分离和非溶剂致相分离，经过后处理萃取剩余的溶剂和添加剂，得到聚合物多孔纳米纤维。本发明制备方法简单、方便、高效，可通过调节静电纺丝条件制备直径不同、孔隙率不同的聚合物多孔纳米纤维。本发明在高技术复合材料、水处理、催化剂载体和电极材料等方面存在巨大的应用前景。
浙江大学
2021-04-13
一种磁纺制备导电聚合物微纳米纤维的方法
本发明公开了一种磁纺制备导电聚合物微纳米纤维的方法，包括以下步骤：(1)搭建磁纺装置：所述磁纺装置包括带有永磁铁的旋转收集圆盘；(2)配制纺丝前躯体溶液：磁性纳米颗粒、高分子聚合物和导电聚合物混合溶于有机溶剂配溶液；(3)利用磁纺装置制备导电聚合物微纳米复合纤维：将纺丝前躯体溶液注入给料装置中，开启给料装置，纺丝喷头喷射口处的液滴在磁场力的作用下形成射流与永磁铁搭连成桥，打开直流无刷电机带动收集圆盘旋转，在磁场力作用下铁磁流体射流不断被拉出，在收集圆盘的竖直支柱间缠绕形成合导电聚合物微纳米纤维。该方法无需高压电作用，降低了生产成本和安全隐患，纤维排布有序，适合大规模生产，具有很好的应用前景。
青岛大学
2021-04-13
功能化纳米树枝状聚合物类
长期环境保护药剂的创新性研发及其工程应用实践。阻垢剂、分散剂、缓蚀剂等药剂已循环冷却水处理、反渗透水处理、油田注水处理、油污水蒸发处理等工业水处理领域获得广泛工程应用。重金属捕集剂已在重金属电镀废水的达标处理（bbp级）得到应用，可达到2018年新的排放标准，而传统方法无法达标处理。重金属稳定剂也已应用于垃圾焚烧飞灰的稳定化处理。
同济大学
2021-04-10
聚合物材料抑制类风湿性关节炎
利用阳离子聚合物材料结合游离核酸，发现聚合物材料可以抑制患者自身游离核酸引起的原代细胞炎症反应，观察到纳米材料可以通过炎症导致的高血管通透性富集到动物模型关节部位，从而显著抑制关节的肿胀、骨和软骨的破坏，并且恢复动物活动能力。研究发现，阳离子聚合物纳米粒子cNP与cfDNA的结合能力强，能很好地抑制cfDNA对免疫细胞TLR9的激活，能有效抑制cfDNA引起的RA病人关节积液单核细胞及滑膜样细胞的炎症反应。对慢性大鼠关节炎模型进行静脉注射cNP以后，其关节中的积液及软组织的水肿显著减少，关节骨质破坏程度降低，关节滑膜处的炎症细胞浸润变少，说明cNP对于类风湿性关节炎有明显的疗效。治疗后模型大鼠的行动力得以恢复，表明cNP还能有效解决RA后期面临的关节僵硬而行动不便的问题。
中山大学
2021-04-13
具有双峰孔结构的多孔聚合物材料及其制备方法
本发明提供了一种具有双峰孔结构的多孔聚合物材料，该多孔聚合材料中具有开孔结构的大泡孔和闭孔结构的小泡孔。其制备方法如下：(1)以两种热塑性聚合物为原料，在室温预混，然后进行熔融共混并成型；(2)将步骤(1)所得共混物坯体置于反应釜中，通入超临界流体进行处理，处理过程中控制反应釜中的压力和温度使其中的流体保持在超临界状态，当超临界流体在共混物坯体中达到饱和后，将反应釜的温度降低20～80℃，然后通过快速降压法将反应釜中的压力降至常压使共混物坯体发泡，冷却定型；(3)将步骤(2)所得具有闭孔结构小泡孔的聚合物材料浸泡于刻蚀液中进行刻蚀，当所述聚合物材料中的两种聚合物之一完全溶解后，将其取出，即得。
四川大学
2016-09-12
一种轮辐降噪阻尼聚合物材料及其制备方法
本发明公开了一种轮辐降噪阻尼聚合物材料及其制备方法，采用如下步骤：将PEG加入到适量DMF中，搅拌溶解后，加入计量MDI，在N2保护下，生成NCOPEG预聚物。按NCO测定值加入计量BDO，扩链反应2h后高速搅拌滴加丙烯酸脂类单体(含溶解的0.9％的引发剂)。补加引发剂，加完后升温3℃，保温反应2.5h，制得聚合物原料成分质量比为BDO∶MDI∶PEG∶丙烯酸酯类单体∶DMF＝1∶2.86∶3.16∶5.25∶7的PU/PA轮辐降噪阻尼聚合物，倒入模具中，于80℃真空干燥箱中保持48h后得产物。本发明方法环保低毒，无论是固化前还是固化后，都不含有有害物质产品，具有良好的阻尼性能。其tanδ在30℃时损耗因子最高，最大值tanδmax＝0.723；在50～60℃之间最低，最小值为tanδmin＝0.537；温域范围为-40℃～65℃。
西南交通大学
2016-10-20
基于多组分杂化体系的聚合物材料火灾安全设计
成果创新点 1.发展了有机-无机杂化纳米复合阻燃增强新技术，实 现了材料的力学和阻燃性能的同步提升，解决了传统阻燃 技术恶化材料力学性能的难题；相比传统阻燃技术热释放 速率降低 20-40%，力学性能提高 20-50%； 2.发展了无机-无机杂化纳米复合抑烟减毒新技术，解 决了传统阻燃材料燃烧烟气毒性大的难题，相比传统技术 燃烧烟气烟密度降低 20-40%，毒性降低 20-60%。 技术成
中国科学技术大学
2021-04-14