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纤维纸基复合材料共性关键技术

成果类型:: 新技术

发布时间: 2023-11-24 10:05:09

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:“科创中国”新材料产业科技服务团| 杨柳 | 2023-12-06 15:12:58

从芳纶纤维性能与结构评价体系的构建和浆料共混体系的高效分散理论与调控机制出发,提出分散因子与成纸匀度的演变规律,实现芳纶云母浆料和聚酰亚胺浆料的高效分散,开发出芳纶纳米纤维和聚酰亚胺沉析纤维,为纸基材料高性能化提供基础原材料;基于互穿网络成形技术,形成微纳米尺度增强体系,实现芳纶云母纸,碳纤维纸基摩擦材料、聚酰亚胺纸基材料性能提升,建成1000 t/a芳纶云母纸示范生产线。

在纸基功能材料复合结构中,芳纶短切纤维、碳纤维等较长的纤维作为基体骨架材料,均匀分散在基体中,决定着基体的物理结构和机械强度;芳纶浆粕纤维作为填充和粘结材料,利用其高度原纤化、比表面积大、表面活性高等特点,通过在热压过程中受热软化,复合基体其他合成纤维以及自身的黏结作用形成材料整体力学结构,从而赋予纸基材料优异的综合性能。

由于国际上对芳纶浆粕纤维并没有统一的性能指标要求,因此目前市场上的商品浆粕指标各个企业都不尽相同。不同的浆粕纤维公司都有自己的企业标准,且国际上两大芳纶巨头公司的芳纶浆粕指标都相差甚远。进口浆粕纤维与基体的复合性能明显优于国产浆粕纤维,尤其是比表面积和耐温性,国产芳纶浆粕纤维性能仍然有较大的改进空间。

在特高压变压器用绝缘纸、超级电容器纸、耐温绝缘纸、特高压变压器用绝缘纸板和燃料电池用柔性碳/碳纸基材料方面取得相应成果,并且建成了特高压变压器用绝缘纸和超级电容器纸的开发及产业化示范基地。

本项目研制的复合材料从纤维形态特征、抄造特性、成纸性能三方面通过纤维长度及分布、原纤化程度等12项指标构建了一套完整的造纸用高性能纤维质量控制体系,可解决芳纶浆粕生产企业目前纤维质量评价标准缺失、产品质量不可控的问题,为企业实现产品质量控制、提高产品质量稳定性和提升性能奠定了技术依据,同时可满足系列纸基功能材料差别化需求。技术在国内处于领先水平,市场前景良好。

陕西科技大学是国家“中西部高校基础能力建设工程”及“十四五教育强国推进工程”建设高校,是陕西省“双一流”建设高校和重点建设的高水平大学。 学校创建于1958年,时名北京轻工业学院,是新中国第一所轻工高等学校;1970年迁至陕西咸阳,改名西北轻工业学院;1978年被国务院确定为全国88所重点院校之一;1998年学校划转陕西省,实行中央与地方共建;2002年经教育部批准,更名陕西科技大学;2006年学校主体迁西安市。 学校作为“西迁群体”之一,在六十多年的发展历程中,历经“三次创业、两次搬迁、一次划转”的奋斗与辉煌,秉承“自强不息、艰苦奋斗的创业精神,求实创新、锐意进取的科学精神和扎根西部、服务社会的奉献精神”为内涵的“三创两迁”精神,恪守“至诚至博”校训,培养了18万余名优秀人才,为国家建设和社会发展作出了重要贡献。在2023软科中国大学排名中居全国第131位。

研发经费投入百万万有余,后期需要复合材料性能测试等经费至少百万和半年的研发时间,已经取得超过百万的收益。研究成果在能源领域和生产设备等众多的工业等所需要大量的复合材料等产品市场大有前途。对于生产线的升级和生产流程的优化具有显著的性价比。可以有效的保护自然环境和对自然资源的使用,为生活水平的提高创造价值。

采用技术入股的方式进行合作,需要500万的研发和生产线的资金支持,以期在三年之内取得收益并进行盈利,在国内市场进行推广。