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高性能纖維紙基功能材料制備技術
本技術適用于芳綸纖維、高強高模聚乙烯纖維、碳纖維、聚醚醚酮纖維、聚酰亞胺纖維等高性能化學纖維，采用濕法造紙技術，制備絕緣紙、摩擦材料等紙基功能材料和蜂窩紙等高強度結構材料等。解決了高性能纖維紙基功能材料生產中的纖維改性、分散、濕法成形和高溫熱壓等關鍵技術。可提供高性能纖維紙基材料濕法連續生產線成套技術，為相關行業提供高性能纖維紙基功能材料和結構材料及其復合材料等高新技術材料產品。
關鍵技術
對于濕法抄造工藝來說，纖維能否均勻分散、濕法成型工藝和熱壓工藝是否合理是決定產品質量是否合格的重要因素。本項目成果解決了高性能纖維紙基材料生產中的纖維改性、分散、濕法成形和高溫熱壓等關鍵技術。超高效碳纖維電磁屏蔽紙的制備創新地利用碳纖維、金屬導電纖維這兩種纖維的優勢互補，保證成紙在擁有良好屏蔽效能的同時具有很好的機械性能和柔韌性。性能良好的超高分子量聚乙烯纖維紙主要是采用纖維洗滌-超聲預處理-疏解分散-分散劑分散工藝，通過預處理、添加助劑、成型和增強而制得。采用聚酰亞胺纖維通過自有技術制備得到高性能的聚酰亞胺纖維絕緣紙等紙基功能材料。采用碳纖維配用聚醚醚酮纖維制備紙基摩擦材料。
知識產權及項目獲獎情況
一種聚酰亞胺導電紙的制備方法 201610487328.X
一種超高分子量聚乙烯纖維紙的制備方法 201610921059.3
一種超高分子量聚乙烯纖維的預處理分散方法 201610920332.0
一種超高效碳纖維電磁屏蔽紙 201710204473.7
一種聚醚醚酮纖維紙及其制備方法 201710544478.4
一種碳纖維增強聚醚醚酮紙基摩擦材料及其制備方法 201710559878.2
項目成熟度
實驗室試驗和中試已完成，部分成果已經用于試生產。
投資期望及應用情況
期望在碳纖維、高強高模聚乙烯纖維、聚醚醚酮纖維技等高性能纖維共同進行技術開發或技術轉讓。
采用高性能纖維制備紙基功能材料和結構材料是航空航天、國防、高鐵和電力電機等重要領域開發的一類產品，目前主要是日本、奧地利和美國等國家生產。
國內近年開始關注，并有少數幾家開始進行，但尚只能生產少數幾類低檔次產品。目前已經利用本項目成果建成年產 150 噸聚酰亞胺纖維絕緣紙生產線，生產聚酰亞胺纖維絕緣紙。
江南大學
2021-04-13
高性能多功能聚四氟乙烯微孔材料的綠色制造
具有微納多孔結構的聚四氟乙烯（PTFE）微孔材料在高效過濾、防水透聲、高端織物、醫療器械等國民經濟戰略新興產業的關鍵材料。但是，由于PTFE材料極難加工，近五十年來，只有美國Gore公司開發的拉伸法實現了PTFE微孔產品的大規模商品化生產，產值高達百億。但是，拉伸法存在的一些頑固問題仍然沒有得到解決，如產品均勻性、產品孔徑與孔隙率的。本成果顛覆傳統拉伸法，創造性地提出了基于剪切誘導原位成纖工藝，巧妙地解決了存在半個多世紀的問題，可制備具有高孔隙率、小孔徑、高強度的高性能PTFE微孔材料，并且可根據生產需求靈活調整產品宏觀性狀與微觀結構，僅通過簡單的工藝參數調整，即可實現具有不同微觀結構的平板膜、纖維、中空纖維膜、微孔泡沫等批量化生產。與拉伸法相比，本成果工藝靈活、設備簡單、能耗顯著降低、無環境污染，具有良好的產業化潛力。此外，本成果提供了一種具有普適性的PTFE微孔材料改性方法，可以通過先進的復合工藝實現具有高導電、高導熱等功能化PTFE材料，有效填補市場空白。圍繞本成果，已發表多篇國際論文、申請四項國家發明專利、兩項海外專利，在油水/固液分離、先進織物等領域具有良好應用前景，相關產品已成功驗證并得到多方行業內專家認可。
山東大學
2025-02-08
高性能富鎂及富鎂鋁復合涂料
1）在國內外首次研究開發了對鎂合金具有陰極保護作用的富鎂涂層，通過優化的微弧氧化技術獲得高度孔隙率表面，并通過硅烷處理使涂層與鎂合金的結合力從6MPa提高到12MPa。利用純鎂顆粒的犧牲陽極作用及氧化鈰顆粒的控制活化作用，得到對AZ91D鎂合金具有高度屏蔽作用、陰極保護作用和高結合力的耐蝕富鎂涂層，耐蝕顯著提高，耐鹽霧2200小時以上。 2）在富鎂涂料的基礎上，通過以部分鋁粉代替鎂粉，研制開發了適用于鋁合金基體的新型高性能鎂鋁復合涂料，該復合涂層對鋁合金具有高結合力、兼備屏蔽、陰極保護和緩蝕等多種功能，極大提高了鋁合金的耐蝕性，其耐鹽霧性能達到4000小時以上。 主要技術指標：涂層具有優異的物理機械性能、耐蝕性。特別適合于苛刻的腐蝕環境中。鎂合金是最輕的金屬結構材料，在軍機、衛星、導彈等航空航天器中具有極重要的應用價值，在汽車、民航機、電器產品等有很廣泛應用。但由于鎂合金在自然環境和各種腐蝕性介質中腐蝕速率皆很高，腐蝕已成為制約其應用的主要問題之一。我們開發的適用于鎂合金的富鎂涂層，大大提高了鎂合金的耐蝕性，其成本與目前使用的高分子類涂層相當，但耐蝕性顯著提高。在各種軍、民用鎂合金的應用場合都具有明顯的推廣應用前景。鋁合金是應用最廣泛的有色金屬材料之一，但在苛刻的腐蝕性環境中（如海水及海洋氣候等），鋁合金皆需要采用涂層保護技術，我們開發的適用于鋁合金的鎂鋁復合涂層，其成本與目前使用的高分子類涂層相當。
北京化工大學
2021-02-01
高性能特種粉體材料近終成形技術
該項目屬于粉末冶金學科。高性能特種材料具有其他材料不具備的特殊性能，在高技術領域中具有不可取代的關鍵作用。然而，這類材料往往硬度高、脆性大，難以采用傳統技術加工制備，成為許多國防和民用高技術裝備發展的瓶頸。為此，項目基于粉體流變成形原理，研發了難加工材料的近終形制造新技術，廣泛應用于國防和民用高技術領域。
北京科技大學
2021-02-01
高性能稀土鎂合金薄板帶生產技術
“高性能稀土鎂合金薄板帶生產技術”項目是以北京市科委經費支持為起源、以國家“十二• 五”科技支撐計劃為發展，以北京科技大學與美國波音公司國際合作開發高性能稀土鎂合金等為基礎，逐步形成的一項特色科技成果。通過系統地研究鑄軋、擠壓板坯熱軋、鑄錠熱軋和熱處理過程中鎂合金組織演變機理與性能控制技術等，研發出具有高成形性能的稀土鎂合金；實現了高精度鎂合金板成卷軋制過程自動化控制及精整、表面處理技術的開發，并完成了高精度鎂合金專用軋機機組及控制裝置的研發設計及應用，在此基礎上研發出高性能稀土鎂合金薄板帶生產工藝技術。
北京科技大學
2021-02-01
高性能聚丙烯成核劑的開發和應用
開發了一系列高效聚丙烯成核劑以及相關的生產工藝，并應用所開發的高效成核劑開發了高性能聚丙烯專用料。具體成果如下： （1）開發了具有非對稱結構的山梨醇類聚丙烯透明成核劑，應用此類成核劑可以開發高透明聚丙烯專用料，可以應用在食品包裝、日用品以及醫用注射器等領域。目前此類成核劑已經小批量生產。 （2）開發了制備有機磷酸鹽類成核劑NA-40的一步法新工藝，將傳統工藝中的三步反應集于一釜完成，工藝簡單，產品的總收率達到86%，達到國際先進水平。制備了納米有機磷酸鹽類成核劑，對聚丙烯的力學性能和光學性能都有比較明顯的改善，具有良好的應用前景和經濟價值。納米成核劑與市場未納米化的同類產品相比，在達到相同改性效果時，成核劑的應用量可減少一半，具有較好的推廣價值。應用這類成核劑可以開發高透明、高剛性、高耐熱的聚丙烯材料。目前，此類成核劑已經批量生產（上海科塑高分子材料有限公司）。 （3）開發了一種新型高效羧酸金屬鹽類聚丙烯β晶型成核劑，結構屬國內外首創，已經申請國家專利。這種成核劑具有較高的成核效率和選擇性，能夠誘導聚丙烯產生高含量的β晶型，聚丙烯的抗沖擊強度提高3-4倍，熱變形溫度提高10-15℃，解決了聚丙烯一直存在的抗沖擊強度和熱變形溫度不能同時提高的矛盾，應用這種成核劑能夠開發高抗沖高耐熱的聚丙烯材料。目前，此類成核劑目前處于中試階段。
華東理工大學
2021-02-01
高性能鋁合金架空導線材料與應用
2018年國家技術發明二等獎
電網是我國經濟發展的命脈，架空輸電導線作為電力輸送的“血管”是電網中用量最大、最關鍵的組成部分之一。導線的導電率每提升1%IACS，全國每年節約線損超70億千瓦時。特高壓、遠距離、大容量輸電和清潔能源利用的發展，對架空導線的導電率、強度、耐熱性能和疲勞性能提出了更高的要求。但提升導電率與同時提高強度和耐熱性之間存在矛盾，導致我國電網建設急需的特種導線難以滿足工程需求。上海交通大學孫寶德教授團隊與江蘇中天科技集團合作，經十余年研究，取得以下創新性成果：
1.發明了耐熱高導Al-Zr-Y合金材料及微結構調控工藝，解決了耐熱相粗大和溶質鋯(Zr)原子析出不充分的難題，使導電率從60% IACS提高到60.8%IACS，耐熱溫度從150℃提高到210℃。研制的耐熱鋁合金導線電網改造工程中獲得大量應用，占國內耐熱導線40%市場份額；
2. 發明了高強抗疲勞Al-Mg-Si導線，解決了強化相調控和超細夾雜去除的難題，顯著提高了材料的抗疲勞性能，在運行張力增大的條件下，振動疲勞壽命超過3000萬次。研制的特種大跨越導線和全鋁合金節能導線，占國內30%市場份額，特別是大跨越導線，幾乎包攬了國家電網大跨越工程；
3. 發明了高效除氫、活性涂層陶瓷過濾和新型細化劑制備等導線冶金質量控制技術，解決了微量雜質元素與氣體去除的難題，實現了電工鋁導線的導電率從61%IACS提高到62.5%IACS以上，研制的新型節能導線在特高壓工程中獲得大量應用。
上述成果依托國家973項目、國家自然科學基金、上海市節能減排專項等項目，共獲得19項中國發明專利，1項美國專利和25項實用新型專利，發表論文49篇。成果在特高壓電網建設、電網增容改造、新能源并網發電、電網領域節能減排中發揮重要的作用，并且出口到歐美及一帶一路沿線國家，海外累計架線超2萬公里，打破國際壟斷，成為中國制造和中國電力走出去的“國家名片”。
導線性能測試實驗室
超細夾雜物去除-現場試驗
加拿大奧爾茲灣跨海大跨越——世界拉力最大的輸電跨越工程
晉東南-南陽-荊門 1000kV 黃河大跨越
上海交通大學
2021-05-11
噴射成形高性能材料制備技術與應用
新金屬材料國家重點實驗室噴射成形技術研究室現有副教授以上研究人員4人，其中教育部長江學者獎勵計劃特聘教授1人，留學回國人員3人，長期從事噴射成形及其它材料制備成形技術和新材料的研究開發，在相關理論和應用研究方面取得了一定的成果，積累了豐富的經驗。已經發表相關論文100余篇，申請國家發明專利3項。 噴射成形是一項21世紀新材料開發和傳統材料性能提升的先進制備技術，廣泛應用于國民經濟和國防建設的各個領域。 噴射成形高性能鋁合金研究與應用： (1)高硅鋁合金：具有良好的綜合力學性能以及高溫耐磨性能，廣泛應用于汽車、機械和電子工業。 (2)超高強度高韌性鋁合金：室溫抗拉強度達到850MPa以上，同時具有良好的塑韌性和抗應力腐蝕能力，在航空航天工業、核工業、交通運輸工業等領域有重要作用。 噴射成形電子材料研究與應用： (1)Cu-Cr電觸頭材料：合金中Cr相顆粒的尺寸明顯細化，觸點的開關性能明顯提高，使其成為高性能大容量真空開關的優良材料。 (2)輕質Si-Al封裝材料：具有低密度、高導熱率和與半導體材料相近的熱膨脹系數，是理想的新型電子封裝材料，尤其適用于航空航天等需要輕質低膨脹封裝材料的應用領域。 新型高溫（>1200℃）抗氧化耐磨材料研究與應用： 在高溫磨損條件下可以保持良好的抗氧化性能，廣泛適用于高溫加熱爐等應用領域。
北京科技大學
2021-04-11
高性能反相乳液型油田降濾失劑
本項目通過超濃反相乳液聚合，利用丙烯酰胺、丙烯酸等單體共聚合成高性能反相乳液型油田降濾失劑。 鉆井泥漿處理劑占鉆井總費用的40％以上，隨著我國三次采油技術的要求，西氣東輸工程的建設，各種隧道穿越，鉆探工程的增加，對泥漿處理劑的用量會迅速增加，該產品作為主要的泥漿處理劑，符合國家整體建設發展戰略，具有廣闊的市場需求和良好的發展前景。此外，該產品還是性能良好的污水處理劑，對冶金、礦物加工產生的污水具有良好的聚凝、凈化作用，對環境治理有重要意義。 目前國內同類產品通常在水溶液中進行，工藝路線長，有污水產生。產品性能較國外同類產品相比，相差甚遠。 本技術生產工藝大大簡化，產品無需后處理，可直接在泥漿中使用，產品性能大國為先進水平，降低了設備投資和產品成本，無任何三廢。
武漢工程大學
2021-04-11
高性能超快激光精密微加工裝備
幾年，隨著消費電子（手機、智能手表等）、生物醫療需求的快速發展，尤其是代表下一代柔性移動顯示屏OLED的巨大應用市場驅動下，超快激光精密微加工產業在世界范圍內迅速增長。與傳統的納秒長脈沖相比，脈寬小于15皮秒的超快激光器用于材料加工時，由于脈沖的持續時間短于材料的熱弛豫時間，在加工過程中避免熱效應，基本不帶來附加損傷和毛刺，適合于微米乃至納米精度的超精細冷加工。超快激光的瞬間功率極大，幾乎可以和任何材料相互作用，因此適用于超快激光加工的材料范圍幾乎不受限制，尤其有優勢的加工對象包括玻璃、藍寶石、陶瓷、太陽能薄膜、半導體晶圓、特種合金、精密醫療器件等。
南京大學
2021-04-10