1、项目概述
本项目属于高分子材料中通过纳米技术改性制备具有性能突变的高分子材料领域。通过"纳米内交联"原始创新技术,依据胶体分散不可逆性原理设计有机预凝胶分散工艺,用蒙脱土有机插层原位聚合复合方法,制备纳米复合塑料的产业化和工业化应用技术。可将现有大品种高分子材料性价比大幅度提高,实现通用塑料的高性能化和工程塑料的低成本化,具有高阻隔、高耐热、无卤阻燃、抗紫外、抗菌、无毒、可回收重复利用等特色和优势,是绿色环保理念的新型材料。
2、简述社会经济意义、进展及必要性
社会经济意义:通过插层聚合复合方法制备纳米复合塑料是九十年代才开展起来的新研究热点,理论和技术方兴未艾。利用中国丰富的蒙脱土矿产资源和现有的聚合生产设备与条件,开发性能优越、高附加值的新型纳米复合塑料,具有十分良好的市场前景和重大的社会经济效益。本项目的实施沿用传统聚合物生产工艺,提供具有高科技含量的高性能聚合物材料,得到性能价格比大幅度提高的工业产品,社会经济意义十分显著。 进展:纳米复合塑料产业化开发分为三个基本层次:核心产品-聚合物用纳米插层有机蒙脱土;主导产品-纳米复合塑料专用料;终端产品-纳米复合塑料制品。目前核心产品开发已完成,主导产品处于产品定型、调试,以及市场定位阶段。 必要性:需要技术创新基金支持建立中试装置,进行纳米插层有机蒙脱土试生产,开拓纳米复合塑料市场,构建营销网络。
3、项目优势
项目负责人李强博士具有丰富的纳米复合塑料研发经验,1994年起博士后(1994-1996)立项,在国内率先研究聚合物/蒙脱土纳米复合材料,作为主要成员参加了国家自然科学基金项目"有机-无机纳米复合材料"的研究,取得了重要进展,发明了一步法制备尼龙-6/蒙脱土纳米复合材料,在聚酯、硅橡胶/蒙脱土纳米复合材料等方面申请获得3项专利授权。曾独立承担(2000-2002)国家自然科学基金研究项目(编号29984001):"超分子自组装有机-无机功能性纳米复合材料"的研究,取得了很好的结果。 目前纳米复合技术的难点是如何在提高阻隔性的同时,保持制品的透明性。对于纳米复合技术来说,提高阻隔性的途径是增加蒙脱土的用量或加大蒙脱土纳米分散相的长厚比,但这些都会损害制品的透明性。也就是说阻隔性和透明性是一对互相牵制的矛盾,此消彼长。解决的方式可分为技术解决方案和市场解决方案:技术解决方案是在优化专用料制造工艺和改进制品工艺的前提下,争取阻隔性和透明性能调整到用户可接受的范围内;市场解决方案是引导消费者接受这种能避光、又高雅、具有陶瓷光泽毛玻璃透明度的塑料新产品。
4、项目目标
考虑我国塑料工业的发展现状,针对材料领域中对国民经济具有重大意义的塑料,推进纳米复合塑料的产业化开发。采用单体插层聚合、聚合物插层复合等工艺路线,制备纳米复合功能母料、纳米协同无卤阻燃剂、纳米内交联聚氨酯,大幅度提高我国现有大品种聚合物性能价格比,满足市场在高阻隔流延膜、软罐包装片材、机动车油箱料、无卤阻燃电线电缆料、聚氨酯轮胎、熔融纺氨纶等领域对高性能价格比聚合物的急需。
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