當(dāng)前,材料領(lǐng)域的科技創(chuàng)新日新月異,超導(dǎo)材料、碳纖維以及陶瓷基、樹脂基復(fù)合材料等等讓大眾應(yīng)接不暇,“材料”正向智能化、微納化、可設(shè)計(jì)化方向發(fā)展。華東理工大學(xué)李春忠教授項(xiàng)目組在聚合物復(fù)合材料領(lǐng)域鉆研多年,通過(guò)多種材料間的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),研發(fā)出多種“改性聚合物復(fù)合材料”,這些“改性”材料中,既具有介電或阻燃等功能特性的環(huán)保聚氯乙烯,也有力學(xué)性能優(yōu)異的聚丙烯、聚酰胺、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯等復(fù)合材料,未來(lái),電梯、無(wú)線基站、汽車,都會(huì)用到這種聚合物復(fù)合材料。
李春忠介紹,比如電梯平衡補(bǔ)償鏈?zhǔn)潜3蛛娞萜椒€(wěn)運(yùn)行的重要安全部件,通常用聚氯乙烯包裹。但國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的材料含有一些歐盟法規(guī)禁用的物質(zhì),一旦燃燒過(guò)程中煙密度大,且易產(chǎn)生有毒氣體。項(xiàng)目組研發(fā)的高氧指數(shù)、低煙密度無(wú)鹵阻燃聚合物,彈性體滿足歐盟法規(guī)要求,其阻燃和力學(xué)性能甚***超過(guò)德國(guó)和美國(guó)有名產(chǎn)品。
圖說(shuō):各種顏色的聚合物化合物 來(lái)源/視覺中國(guó)
又比如無(wú)線通信所用的基站,其射頻天線需要天線罩的保護(hù),免受紫外線、風(fēng)雨、溫度的影響。項(xiàng)目組研發(fā)的材料能承受80攝氏度溫度,抗紫外線、耐老化、抗風(fēng)等功能強(qiáng)大,適合長(zhǎng)期在戶外使用,并且還是可循環(huán)使用的環(huán)保材料。
要提升聚合物復(fù)合材料的性能(韌性、剛性、強(qiáng)度等)和功能(阻燃、耐寒、耐高溫、回彈性、密封性等),就需要在聚合物中加入不同的物質(zhì)。加什么?怎么加?如何使這些物質(zhì)在聚合物中的分布、物質(zhì)間的磨損消耗等朝著項(xiàng)目組設(shè)計(jì)的方向發(fā)展?項(xiàng)目組經(jīng)過(guò)了十多年努力,終于找到了“秘方”:界面增容、多相協(xié)同、成型設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與工藝優(yōu)化,一共3個(gè)突破點(diǎn),終于發(fā)明了系列具備高性能和特定功能的無(wú)機(jī)改性聚合物材料與制品。
李春忠表示,未來(lái)的競(jìng)爭(zhēng)是材料的競(jìng)爭(zhēng)。港珠澳跨海大橋、貴州“天眼”大口徑射電望遠(yuǎn)鏡······建設(shè)這些“超級(jí)工程”,先進(jìn)材料功不可沒。企業(yè)掌握功能強(qiáng)大的先進(jìn)材料,往往能在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中輕松勝出。據(jù)介紹,華理團(tuán)隊(duì)的“改性”材料中,還包括一種聚酰胺材料,它具有很高的剛性和長(zhǎng)期耐熱性,滿足了起動(dòng)機(jī)齒輪高剛性、耐熱、耐磨的要求,可以替代金屬齒輪。這對(duì)汽車輕量化是一大利好,也能更好地節(jié)約能源。另一種PBT/PET/雜化增強(qiáng)體復(fù)合材料由于具有優(yōu)異的耐熱性和力學(xué)性能,部分指標(biāo)超過(guò)了國(guó)外同類產(chǎn)品,已在部分國(guó)產(chǎn)轎車中應(yīng)用。
“復(fù)合化是材料發(fā)展的必然趨勢(shì)之一。聚合物基復(fù)合材料是目前用量相對(duì)較大大的品種?!崩畲褐艺f(shuō),他們會(huì)在新材料的研發(fā)之路上不懈奮進(jìn),開發(fā)新的功能特性,滿足人們生產(chǎn)生活的需求。