聚乳酸基共混复合材料界面调控剂的结构设计、制备及产业化应用
成果类型:: 新技术
发布时间: 2023-07-13 09:52:26
随着全球资源枯竭及“双碳”目标的提出,寻求生物可降解聚合物材料是推动绿色、可持续发展的焦点和紧迫任务。以生物基为原料的PLA被全世界所广泛关注。技术存在韧性差,结晶能力弱,耐热性差,熔体强度低等难点。本项目结合聚合度、支链分布等因素的变化将导致聚合物聚集态结构发生改变;填料、增塑剂等物质的引入也可改变聚合物的聚集态结构等特点。研究了将将含离子基元小分子应用于对聚合物聚集态结构、聚合物共混体系中多相多组分间相互作用力的调控中;通过PILs对外加电场变化的高响应性,调控高分子共混物界面结构形成与状态的方法等内容。确定通过电荷载流子的界面聚集现象,确认离子基元离子偶极、氢键、π-π等多重相互作用对界面的调控。
通过PILs对外加电场变化的高响应性,调控高分子共混物界面结构形成与状态的方法,确认离子基元离子偶极、氢键、π-π等多重相互作用对界面的调控。以PILs为探针,实现界面结构变化过程与状态的量化研究,以定量的方式证明了双连续相形态和高浓度离子基元可显著增强分散相的链段运动和离子传导。运用 “动力学”和“热力学”界面增强策略,实现填料在聚合物中的可控分散,通过CNTs表面不同官能团的竞争反应,从热力学和动力学方面实现在界面处的精准定位。
项目相关产品已经应用于国产PLA材料的高性能化研究和产业化中,相关技术在安徽丰原集团有限公司转化,成功应用于北京冬奥会的生物可降解消费品和办公产品。
利用离子液体结构可设计性较强的特点,将氨基酸基元引入离子液体中,在实现PLA共混材料高性能化的同时,提高材料在生物体内等环境中的降解性能。该产品作为生物可降解材料也可广泛应用于绿色智能建筑领域,环保汽车内饰领域。在新兴材料领域具有国内先进水平,在环保产业、制造业均可使用。
由合肥工业大学丁运生团队和安徽建筑大学王平团队组成的高分子材料与化工研究所,主要从事“高分子材料共混与复合”、及“精细与功能高分子合成”等方向的研究,团队成员包括教授5名、副教授8名,目前主持国家自然科学基金20余项、安徽省“揭榜挂帅”专项2项、安徽省科技重大专项10项,参与国家重点研发计划子课题15项、安徽省重大科技成果工程化研发项目5项。先后获安徽省科技进步二等奖8项、安徽科技进步三等奖3项;授权国家发明专利80余件;完成产业化成果20余项,并出版学术专著1部。
较市面同类产品使用生物基作为来源更健康无害,外观区分度明显,呈淡黄色颗粒状;在各项产品指标中:拉伸强度,断裂伸长率,弯曲模量,弯曲强度,冲击强度,热变形温度,疲劳循环试样完整性等方面均领先同类产品。标准环境下项目产品改性的PLA材料150天内降解率超过90%。同时相较同类产品,本项目研制品类的生产成本更低,效果更好,处于行业领先地位。
本项目初步意向交易方式为技术许可的形式,具体方式可面议。同时也希望能够合作开发研究诸如在绿色智能建筑领域,环保产品建设等领域,产生更多的应用空间与效益。在电线电缆制造及其产业化,光电复合电缆关键技术及产业化,食品接触材料与保障装备关键技术及产业化等领域能够进行深度合作与开发。