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水熱法制備氫氧化鎂阻燃劑的研究與工業開發
1 成果簡介長期以來我國制鹽行業對資源的利用主要集中在制鹽方面，而對于制鹽副產物的綜合利用及深加工方面重視不足。制鹽中副產的苦鹵(氯化鎂含量高達百分之十以上)利用率小于20%，不但造成資源的嚴重浪費，而且破壞了周邊地區的生態平衡。我國目前鹽化工行業對鎂資源利用十分薄弱，僅有少部分鎂鹽被用來生產廉價的六水氯化鎂（ 300~400 元/噸）和七水硫酸鎂（ 500~600 元/噸），其余大部分閑置在海鹽區。因此鎂資源的高度利用直接關系到含鹽資源（海水、鹽湖、地下鹵水等）的可持續開發。 在鎂系產品中，阻燃型氫氧化鎂由于國內外市場潛力很大而獨具魅力。隨著塑料工業的快速發展，對阻燃型熱塑性高聚物的需求與日俱增，對阻燃劑的需求特別是對無毒、抑煙、熱穩定性高的氫氧化鎂阻燃劑的需求將更為迫切。氫氧化鎂阻燃劑可用于各種復合材料如電線、電纜、家電、建材，尤其適合與加工溫度較高的 PP、 PA、 POM 等聚合物配合使用。 我國從 80 年代后期開始進行氫氧化鎂的研究與開發， 1998 年不同規格氫氧化鎂總生產能力約為 1.0~1.2 萬噸/年，但絕大部分產品性能較差，表現為形狀不規則，粒徑分布寬，純度低，比表面積偏大，團聚現象明顯，限制了氫氧化鎂阻燃劑的工業應用。2 應用說明清華大學近年來一直致力于氫氧化鎂阻燃劑的研究與開發，經過多年努力，現已開發出氫氧化鎂阻燃劑的常溫合成-水熱改性技術，產品性能指標達到國際同類企業的標準。該項技術以制鹽行業副產的氯化鎂為主要原料， 產品附加值高（保守售價 10000 元/噸）。現已完成千噸級工業中試并通過青海省鑒定。3 技術指標形貌：六方片狀；粒徑： 0.2~1.5 微米；純度： 397 %（ 視原料純度而定）；比表面積： 小于 25m2/g 。圖 1 我系研制的氫氧化鎂阻燃劑產品 圖 2 日本的氫氧化鎂阻燃劑產品（ 1.5~2 萬元/噸）4 效益分析按年產 2000 噸規模計，成本:約 5000 元/噸， 售價： 10000 元/噸， 年創產值（萬元）：2000′10000?10000=2000， 年創利稅（萬元）： 2000′(10000-5000)?10000=1000。
清華大學
2021-04-13
無鹵阻燃聚對苯二甲酸丙二醇酯（PTT）的合成技術
聚對苯二甲酸丙二醇酯（PTT）是上世紀90年代產業化的新型聚酯，其纖維具有優異的彈力回復性、柔軟性、蓬松性和染色性，在高檔服裝、地毯等方面有廣闊的應用前景，同時其原料之一丙二醇可來源于可再生的生物基原料。然而PTT屬于可燃材料，易燃性極大的限制了其應用。本技術采用高效無鹵反應型阻燃劑DDP和BCPPO制備了兩種本質阻燃聚對苯二甲酸丙二醇酯，該技術既可在酯交換法也可在直接酯化法中使用，產品具有阻燃性好，效果持久、不含鹵素、無毒、對設備無腐蝕，對聚酯的其他性能影響不大以及可紡性好等特點；通過進一步創新思路，改進工藝，我們采用固相聚合方法研制合成出分子鏈結構可控的本質阻燃含磷PTT阻燃嵌段共聚酯，產品在具有前述優異本質阻燃性能的基礎上，很好的保持了PTT的結晶性能，從而更好的保持了PTT特有的優異彈力回復性能。該技術可利用傳統聚酯（聚對苯二甲酸乙二醇酯，PET）固相聚合設備，操作簡單，產品結構可控，性能穩定.
主要技術、指標：
特性黏數：0.8——1.5 dL/g，Tg = 45——65 °C， Tm = 210——230 °C，氧指數：25——30，
熱分解溫度（氮氣）≥360 °C。
建設投產條件:
現有PET產能嚴重過剩，可在PET生產線上進行改造。
年產百萬噸的生產線約需改造費百萬元。
四川大學
2023-05-15
基于多苯醚結構的膨脹成炭阻燃耐熔滴共聚酯及其制備方法
本發明公開的基于多苯醚結構的膨脹成炭阻燃耐熔滴共聚酯是在Ⅰ、Ⅱ表示的合成聚酯結構單元的基礎上，引入了由Ⅲ表示的結構單元經無規共聚所組成，所制備的膨脹成炭阻燃耐熔滴共聚酯的特性粘數[η]為0.43-0.95dL/g，極限氧指數為25.5-34.5％；垂直燃燒等級V-2～V-0級；錐形量熱測試中峰值熱釋放速率p-HRR為198-658kW/m2。本發明還公開了其制備方法。由于本發明引入的含多苯醚結構的單體能在高溫下發生重排反應，形成多芳香環或多芳香含氧雜環的穩定結構，因而具有極高的膨脹成炭速率和質量，賦予了共聚酯優異的阻燃性與耐熔滴性能。本發明共聚酯的制備有著成熟的工藝、簡單方便的操作，易于工業化生產。
四川大學
2017-12-28
液晶材料
隨著科技的不斷發展，笨重的陰極射線管(CRT)顯示器越來越不能滿足需求。而液晶顯示器(LCD)則因具有能耗低、重量輕、超薄、圖像柔和等一系列突出的性能得到了迅猛發展。 液晶材料是液晶顯示器的核心材料之一，它賦予液晶顯示器各種優良的性能。國內高檔液晶材料主要被大日本油墨化學工業株式會社、日本Chisso公司、德國Merck公司壟斷。目前，國內只有幾家企業能批量生產中低檔液晶材料，尚無廠家
四川大學
2021-04-14
有機磷多面體低聚硅倍半氧烷(P-POSS)阻燃劑
本成果首次成功合成了有機磷多面體低聚硅倍半氧烷(P-POSS)阻燃劑。P-POSS以硅、磷為主要阻燃元素，以籠型無機Si-O結構為內核、含磷有機基團為外殼的獨特結構，具有常溫下為固體、聚合物材料加工溫度下出現玻璃化轉變的良好加工性能，同時具有熱穩定性高和與聚合物相容性好的特點，指向一類新型高效阻燃劑分子的未來特征。前期研究結果表明，P-POSS在環氧樹脂和聚碳酸酯中均表現出優異的阻燃性能，同時，使聚合物材料保持良好的綜合性能，具有廣闊的市場應用前景。
在阻燃環氧樹脂應用中，低含量的P-POSS（硅、磷元素含量為0.1——0.5wt%）即可使阻燃環氧樹脂的氧指數達到30%以上，獲得UL-94 V0級別。而且P-POSS 阻燃的環氧樹脂表現出獨特的“吹熄”現象，即樣條點燃后，點燃端明顯有氣流從炭層燃燒點噴射而出，將火焰吹離聚合物表面并迅速熄滅，正是這種“吹熄”現象實現P-POSS的高效阻燃環氧樹脂。P-POSS不但能夠提高環氧樹脂阻燃性能和熱穩定性，還能保持環氧樹脂本身的透明性、機械性能和電性能。
在阻燃聚碳酸酯應用中，P-POSS不但能夠保持POSS結構熱穩定性高的特點，而且還可以有效回避原料磷系阻燃劑的增塑作用。常溫下這種P-POSS的固體狀態使其更容易儲存和添加，而它們在PC加工溫度范圍內存在的玻璃化轉變現象更是使其分散狀態較一般固體阻燃劑有著顯著的改善，甚至達到納米級分散。P-POSS在2wt%的添加量下就可以使聚碳酸酯達到UL-94 V0級別，同時熱變形溫度保持在140℃。
北京理工大學
2023-05-09
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
金屬功能材料
通過對燒結鈷鐵氧體進行熱等靜壓燒結，得到鈷鐵氧體陶瓷材料的樣品內部孔隙大大減少，致密度大于 99％；平行方向磁致伸縮系數絕對值大于 150ppm；磁致伸縮激勵場低于 2000Oe。對鈷鐵氧體磁致伸縮材料進行熱等靜壓處理促進了其在低場高頻磁致伸縮領域的應用。 通過凝膠注模、磁場取向及常壓燒結及熱處里工藝，得到的鈷鐵氧體磁致伸縮材料<100>方向取向度大于 40％，致密度大于 99％，垂直取向方向磁致伸縮系數絕對值大于 300ppm，對應的激勵場低于 2000Oe。
北京科技大學
2021-02-01
人工電磁材料
人工超材料是指亞波長尺度單元按一定的宏觀排列方式形成的人工復合電磁結構。由于其基本單元和排列方式都可任意設計，因此能構造出傳統材料與傳統技術不能實現的超常規媒質參數，進而對電磁波進行高效靈活調控，實現一系列自然界不存在的新奇物理特性和應用。然而，傳統的電磁超材料和超表面都是基于連續變化的媒質參數，很難實時地操控電磁波。 以程強教授為核心團隊的課題組在國際上首次提出“數字編碼與可編程超材料”，提出用二進制數字編碼來表征超材料的思想，通過改變數字編碼單元“0”和“1”的空間排布來控制電磁波。這一概念的提出不僅簡化了超材料的設計難度和優化流程，構建了超材料由物理空間通往數字空間的橋梁，使人們能夠從信息科學的角度來理解和探索超材料。更重要地是，超材料的數字化編碼表征方式非常有利于結合一些有源器件（例如二極管和MEMS開關等），在現場可編程門陣列（FPGA）等電路系統的控制下實時地數字化調控電磁波，動態地實現多種完全不同的功能。 在該工作中，作者利用優化算法，設計相應的時空三維編碼矩陣，超表面將入射波能量分散到空間任意方向和任意諧波頻譜上，這一特性很好地縮減了雷達散射截面（RCS），未來有望應用于新型的計算成像系統。更重要的是，引入時間維度的編碼之后，可以擴展傳統的空間編碼比特數，降低了實現高比特可編程超表面的系統復雜度。例如，一款2比特的可編程超表面，只要設計相應的時空編碼矩陣，就可以在中心頻率和諧波頻率實現等效的360度相位覆蓋，這是傳統可編程超表面無法實現的，可用于實現波束塑形等一系列實用功能。 本工作得到了國家科技部重點研發計劃“變革性技術關鍵科學問題”重點專項“微波毫米波數字編碼和現場可編程超構材料的理論體系與關鍵技術”，以及國家自然科學基金等項目的資助，相關實驗測試工作在東南大學毫米波國家重點實驗室完成。
東南大學
2021-04-11
齲齒修復材料
浙江大學
2021-04-10
交通吸音材料
我院自主研發的新型無機基復合吸音材料具有吸聲隔聲性能好，抗強氣流沖擊，耐侯，防水，防火，環保，美觀，施工、安裝、維護方便等特點，性能與國外的相當，價格只有進口價的1/5。
南京工業大學
2021-01-12