程海涛,研究员,博士生导师,国际标准化组织ISO/TC296专家。1997年至2004年先后获得郑州大学应用化学理学学士和有机化学理学硕士学位;2016年获得北京林业大学木材科学与技术工学博士学位;2004年至今在国际竹藤中心从事竹木纤维复合材料及其产品研发工作;2013年,作为访问学者,赴美国北德克萨斯大学机械与能源工程系可再生生物复合材料中心开展为期3个月的短期学术交流与学习。
本人长期开展竹木纤维复合材料加工与应用研究工作,先后主持/参加国家级课题“竹基多维异型结构复合材料制造关键技术”等研究项目20余项,主要研发任务和创新成果具体如下:
1. 柔性竹木纤维制备及性能评价:攻关竹纤维环保制取技术,开发不同形态竹纤维的制取设备,制取竹短纤维(≤40mm)和竹长纤维(>40mm),并系统研究其基本理化、机械力学等性能,为竹纤维应用提供基础数据和理论支撑。
期间,攻关了竹木单根短纤维拉伸力学性能测试技术难题,创新研发高效单根植物短纤维力学测试成套技术,自主研发了国内首台单根短纤维(≥1.5mm长)拉伸力学测试系统,制定了国家技术标准“植物单根短纤维拉伸力学性能测试方法”(GB/T 35378-2017),在国际上率先实现了测试仪器的商品化与植物短纤维力学测试技术标准化,解决了植物短纤维力学测试的世界性难题,极大促进了国际植物纤维力学的发展。测试技术及成套设备获得同行一致好评,并在北京林业大学、东华大学等14所高校院所得到了推广和应用,其技术成果参与获得2019年度国家科技进步二等奖。
2. 连续竹纤维的制取技术与成套设备:攻关连续竹纤维的规模化加工技术与成套设备,实现连续竹纤维制备的低成本化,以期代替麻纤维及玻璃纤维在纺织和复合材料领域得到应用。
期间,从三十种竹材中筛选出适用于连续竹纤维加工的竹种,完善并建立了竹纤维基本性能数据库,制定国家技术标准“竹纤维”,并参与撰写了《竹纤维性能及其纺织加工利用》专著,为国际植物纤维复合材料加工与利用提供了基础数据;攻关柔性竹纤维质量分等、定向成条和加捻连续化等关键技术,构建专利池,形成的连续竹纤维的制造技术科技成果被中国林学会组织的专家评价为国际领先水平;该技术的研发与实施,推动了竹纤维在纺织行业的规范发展,制定了“纺织用竹纤维”(LY/T 1792-2008)和“纺织用竹纤维鉴别试验方法”(LY/T 2226-2013)技术标准,建立了纺织用竹纤维检测化验实验室,促进了竹纤维纺织品市场的发展。其技术成果参与获得2018年度梁希林业科技一等奖。
3. 竹纤维增强聚合物基复合材料研究与开发:攻关竹纤维增强热固性和热塑性树脂复合材料成型关键技术,研发了竹纤维单板复合材料(板)作为装配式房屋外墙板,并在内蒙古和福建等地区已实现示范和推广应用;研发了竹纤维增强异型结构复合材料,制造了竹纤维保温风管和电缆保护管,形成的加捻结构竹纤维异型复合材料制造关键技术科技成果被中国林学会组织的专家评价为达到同类技术国际领先水平;此外,以不同形态竹纤维为增强相,开发了竹纤维缠绕小径变径管、竹纤维基旱滑板、芯壳结构竹塑复合地板、竹纤维增强3D打印异型连接件等,部分关键技术成果参与获得2019年度梁希林业科技一等奖。
4. 成果荣誉:发表论文120余篇、专著1部,授权国家发明专利18件、软件著作权6件,获国家科技进步二等奖1项、梁希林业科技进步一等奖2项、茅以升木材科技二等奖1项,国家/行业标准6件,科技成果鉴定/评价/认定9项。
研究方向和内容是基于我国竹材资源丰富、生长周期短、强度高、韧性好等具有特色优势背景下,将竹纤维,特别是连续竹纤维增强聚合物基复合材料开发异型结构高性能产品,部分代替玻璃钢用于次承力结构件,不仅可以拓展竹材现有应用领域、提高其产品附加值,为提振竹产业具有重要意义,而且在我国节能减排、绿色加工和回收利用等方面起到积极支撑作用。