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具有微納多孔結(jié)構(gòu)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(yī)療器械等國民經(jīng)濟戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)的關(guān)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(fā)的拉伸法實現(xiàn)了PTFE微孔產(chǎn)品的大規(guī)模商品化生產(chǎn)，產(chǎn)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(chǎn)品均勻性、產(chǎn)品孔徑與孔隙率的。本成果顛覆傳統(tǒng)拉伸法，創(chuàng)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(jù)生產(chǎn)需求靈活調(diào)整產(chǎn)品宏觀性狀與微觀結(jié)構(gòu)，僅通過簡單的工藝參數(shù)調(diào)整，即可實現(xiàn)具有不同微觀結(jié)構(gòu)的平板膜、纖維、中空纖維膜、微孔泡沫等批量化生產(chǎn)。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(huán)境污染，具有良好的產(chǎn)業(yè)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(xiàn)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(fā)表多篇國際論文、申請四項國家發(fā)明專利、兩項海外專利，在油水/固液分離、先進織物等領(lǐng)域具有良好應用前景，相關(guān)產(chǎn)品已成功驗證并得到多方行業(yè)內(nèi)專家認可。

本技術(shù)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(shù)，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(jié)構(gòu)材料等。解決了高性能纖維紙基功能材料生產(chǎn)中的纖維改性、分散、濕法成形和高溫熱壓等關(guān)鍵技術(shù)。可提供高性能纖維紙基材料濕法連續(xù)生產(chǎn)線成套技術(shù)，為相關(guān)行業(yè)提供高性能纖維紙基功能材料和結(jié)構(gòu)材料及其復合材料等高新技術(shù)材料產(chǎn)品。

成果描述：電測應力分析實驗是材料力學教學中不可缺少的多項目組合性實驗，主要包括：壓桿穩(wěn)定實驗、等強度梁實試驗、懸臂梁實驗、彎扭組合受力分析、偏心拉伸實驗等，獨立分散的實驗設備不僅投入大、擠占實驗室空間，而且沒有必要。目前使用的手搖加載式實驗臺，學生實驗過程中經(jīng)常出現(xiàn)加載不均、過加載等問題，造成實驗數(shù)據(jù)輸出跳變、壓力傳感器過載損壞、試件超載。針對上述問題，多功能步進電機自動加載試驗臺在完成材料力學實驗項目的基礎上，還可滿足實驗力學中電阻應變片靈敏系數(shù)的標定，材料彈性模量E，泊松比μ的測定，電阻應變片橫向效應系數(shù)測定實驗項目。在程序端開放加載模式控制接口，培養(yǎng)學生對電測實驗的總體把握能力、學習數(shù)據(jù)采集與同步加載的編程能力，為創(chuàng)新性開放實驗提供基礎實驗條件。市場前景分析：設備適用于高校材料力學電測實驗。材料力學是工科院校中重要的基礎課程。材料力學實驗教學是基礎力學教學的重要組成部分。普通高校每年實驗學生人數(shù)都在千人以上，按2-3人分組，一般配備臺數(shù)均在幾十臺。與同類成果相比的優(yōu)勢分析：（1）加載速度0.01mm~5mm/min （2）最大加載力 8000N （3）最大行程 100mm （4）測試精度 0.5% （5）模數(shù)轉(zhuǎn)換 16bit 最大采樣速率 5KSPS （6）數(shù)據(jù)采集及顯示軟件 國內(nèi)先進。

本發(fā)明公開了一種梯度功能材料的制備方法，首先根據(jù)待制備的梯度功能材料的成分確定各參與制備的材料種類，主材料使用焊絲材料，梯度成分使用金屬粉末材料。兩種材料無需混合，而在制造過程中確定其配比。然后在堆焊的同時進行梯度送粉，并根據(jù)需要制備的梯度功能材料中復合材料的含量實時調(diào)節(jié)送粉量，使單位時間內(nèi)送絲量與送粉量的質(zhì)量之比與梯度功能材料中復合材料與基材質(zhì)量之比相同。整個制備過程可在無外加磁場或外加交變磁場的環(huán)境下完成，后者有助于制備過程中梯度功能材料組織性能的優(yōu)化。本發(fā)明避免了傳統(tǒng)梯度功能材料制備過程中后續(xù)

本技術(shù)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(shù)，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(jié)構(gòu)材料等。解決了高性能纖維紙基功能材料生產(chǎn) 中的纖維改性、分散、濕法成形和高溫熱壓等關(guān)鍵技術(shù)。可提供高性能纖維紙基 材料濕法連續(xù)生產(chǎn)線成套技術(shù)，為相關(guān)行業(yè)提供高性能纖維紙基功能材料和結(jié)構(gòu) 材料及其復合材料等高新技術(shù)材料產(chǎn)品。 2 關(guān)鍵技術(shù) 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(chǎn)品質(zhì)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(chǎn)中的纖維改性、分散、濕法成形和高溫熱壓等關(guān)鍵技術(shù)。 超高效碳纖維電磁屏蔽紙的制備創(chuàng)新地利用碳纖維、金屬導電纖維這兩種纖 維的優(yōu)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299 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(shù)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。 3 知識產(chǎn)權(quán)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 4 項目成熟度 實驗室試驗和中試已完成，部分成果已經(jīng)用于試生產(chǎn)。 5 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(shù)開發(fā)或技術(shù)轉(zhuǎn)讓。 采用高性能纖維制備紙基功能材料和結(jié)構(gòu)材料是航空航天、國防、高鐵和電 力電機等重要領(lǐng)域開發(fā)的一類產(chǎn)品，目前主要是日本、奧地利和美國等國家生產(chǎn)。 國內(nèi)近年開始關(guān)注，并有少數(shù)幾家開始進行，但尚只能生產(chǎn)少數(shù)幾類低檔次產(chǎn)品。 目前已經(jīng)利用本項目成果建成年產(chǎn) 150 噸聚酰亞胺纖維絕緣紙生產(chǎn)線，生產(chǎn) 聚酰亞胺纖維絕緣紙

以功能微納米材料性能的調(diào)控為核心，以應用需求為導向，設計并制備新型的功能微納米材料。開發(fā)出量子點熒光微球制備新方法，建立了單波長熒光編碼理論，實現(xiàn)了乙肝病毒、腫瘤標志物等的高通量多元檢測；發(fā)現(xiàn)并制備出新型半金屬及其化合物納米材料，成功將其應用于癌癥的成像和治療；設計制備摻雜量子點及其納米復合材料應用于白光LED，解決了熒光粉之間的重吸收和散射。

成果創(chuàng)新點 團隊以加工路線圖為指導，研發(fā)能源環(huán)境為應用導向 的微孔功能膜、信息顯示為應用導向的光學膜和可持續(xù)農(nóng) 業(yè)發(fā)展的功能農(nóng)膜，力爭建成具有國際影響力、服務我國 高性能薄膜產(chǎn)品研發(fā)的基地。成果基于薄膜加工參數(shù)空間 材料基因圖譜可實現(xiàn)多重尺度結(jié)構(gòu)精確調(diào)控，解決了行業(yè) 薄膜結(jié)構(gòu)、形貌穩(wěn)定性差，力學性能低，厚度波動大、產(chǎn) 品一致性差，成品率低，生產(chǎn)效率低下等關(guān)鍵技術(shù)挑戰(zhàn)。 技術(shù)成熟度

在努力打造世界頂尖的光學成像與多維度分析儀器平臺，指導和推動新型功能材料的開發(fā)，從而為納米光學、光電子技術(shù)、超分辨亞細胞成像、單分子檢測、量子通訊和大數(shù)據(jù)存儲等領(lǐng)域的下一次突破提供“利器”。 當今的納米材料合成已經(jīng)實現(xiàn)了高度可控，但即使是同一批次合成的發(fā)光納米粒子，單個顆粒的光學性質(zhì)往往是不均勻的，這是由于尺寸、形狀、結(jié)構(gòu)缺陷、表面基團和電荷等方面的細微影響。這一構(gòu)效關(guān)系是與材料科學、

團隊以加工路線圖為指導，研發(fā)能源環(huán)境為應用導向的微孔功能膜、信息顯示為應用導向的光學膜和可持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展的功能農(nóng)膜，力爭建成具有國際影響力、服務我國高性能薄膜產(chǎn)品研發(fā)的基地。成果基于薄膜加工參數(shù)空間材料基因圖譜可實現(xiàn)多重尺度結(jié)構(gòu)精確調(diào)控，解決了行業(yè)薄膜結(jié)構(gòu)、形貌穩(wěn)定性差，力學性能低，厚度波動大、產(chǎn)品一致性差，成品率低，生產(chǎn)效率低下等關(guān)鍵技術(shù)挑戰(zhàn)。 

功能高分子新型材料與國民經(jīng)濟、國防建設和人民生活密切相關(guān)，是我國集 中研究與重點發(fā)展的產(chǎn)業(yè)之一。樹脂型高分子功能新材料的特性主要是依靠助劑包括增塑劑和熱穩(wěn)定劑等體現(xiàn)出來的，其應用領(lǐng)域十分廣闊。本項目針對助劑領(lǐng)域全球無毒化的趨勢和要求，將化學工程與催化、分離科學原理應用于環(huán)保塑料助劑清潔生產(chǎn)技術(shù)工程化，建立化工過程中高品質(zhì)調(diào)控技術(shù)體系，提出開展環(huán)保塑料助劑的催化與合成調(diào)控研究的思路，形成了多種環(huán)保塑料助劑的清潔生產(chǎn)工藝并成功實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，可以工業(yè)化多品種替代鄰苯類增塑劑及重金屬熱穩(wěn)定劑，多項技術(shù)獲得國家發(fā)明專利。