當前,材料領(lǐng)域的科技創(chuàng)新日新月異,超導(dǎo)材料、碳纖維以及陶瓷基、樹脂基復(fù)合材料等等讓大眾應(yīng)接不暇,“材料”正向智能化、微納化、可設(shè)計化方向發(fā)展。華東理工大學(xué)李春忠教授項目組在聚合物復(fù)合材料領(lǐng)域鉆研多年,通過多種材料間的優(yōu)勢互補,研發(fā)出多種“改性聚合物復(fù)合材料”,這些“改性”材料中,既具有介電或阻燃等功能特性的環(huán)保聚氯乙烯,也有力學(xué)性能優(yōu)異的聚丙烯、聚酰胺、聚對苯二甲酸丁二醇酯等復(fù)合材料,未來,電梯、無線基站、汽車,都會用到這種聚合物復(fù)合材料。
李春忠介紹,比如電梯平衡補償鏈是保持電梯平穩(wěn)運行的重要安全部件,通常用聚氯乙烯包裹。但國內(nèi)現(xiàn)有的材料含有一些歐盟法規(guī)禁用的物質(zhì),一旦燃燒過程中煙密度大,且易產(chǎn)生有毒氣體。項目組研發(fā)的高氧指數(shù)、低煙密度無鹵阻燃聚合物,彈性體滿足歐盟法規(guī)要求,其阻燃和力學(xué)性能甚至超過德國和美國著名產(chǎn)品。
又比如無線通信所用的基站,其射頻天線需要天線罩的保護,免受紫外線、風雨、溫度的影響。項目組研發(fā)的材料能承受80攝氏度溫度,抗紫外線、耐老化、抗風等功能強大,適合長期在戶外使用,并且還是可循環(huán)使用的環(huán)保材料。
要提升聚合物復(fù)合材料的性能(韌性、剛性、強度等)和功能(阻燃、耐寒、耐高溫、回彈性、密封性等),就需要在聚合物中加入不同的物質(zhì)。加什么?怎么加?如何使這些物質(zhì)在聚合物中的分布、物質(zhì)間的磨損消耗等朝著項目組設(shè)計的方向發(fā)展?項目組經(jīng)過了十多年努力,終于找到了“秘方”:界面增容、多相協(xié)同、成型設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計與工藝優(yōu)化,一共3個突破點,最終發(fā)明了系列具備高性能和特定功能的無機改性聚合物材料與制品。
李春忠表示,未來的競爭是材料的競爭。港珠澳跨海大橋、貴州“天眼”大口徑射電望遠鏡……建設(shè)這些“超級工程”,先進材料功不可沒。企業(yè)掌握功能強大的先進材料,往往能在市場競爭中輕松勝出。據(jù)介紹,華理團隊的“改性”材料中,還包括一種聚酰胺材料,它具有很高的剛性和長期耐熱性,滿足了起動機齒輪高剛性、耐熱、耐磨的要求,可以替代金屬齒輪。這對汽車輕量化是一大利好,也能更好地節(jié)約能源。另一種PBT/PET/雜化增強體復(fù)合材料由于具有優(yōu)異的耐熱性和力學(xué)性能,部分指標超過了國外同類產(chǎn)品,已在中高檔國產(chǎn)轎車中應(yīng)用。
“復(fù)合化是材料發(fā)展的必然趨勢之一。聚合物基復(fù)合材料是目前用量最大的品種。”李春忠說,他們會在新材料的研發(fā)之路上不懈奮進,開發(fā)新的功能特性,滿足人們生產(chǎn)生活的需求。
新民晚報記者 張炯強