化工新材料：重點提升性能

作者： 2015年12月02日來源：互聯網瀏覽量：

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化工新材料一直是化工科技研發最活躍的領域，同時也是發展信息、航空、航天、能源、生物、汽車、建筑、醫藥等涉及國民經濟各個領域的重要基礎材料，具有廣闊的發展前景。在此次年會舉辦的圍繞橡塑助劑等功能新材料和

　　化工新材料一直是化工科技研發最活躍的領域，同時也是發展信息、航空、航天、能源、生物、汽車、建筑、醫藥等涉及國民經濟各個領域的重要基礎材料，具有廣闊的發展前景。在此次年會舉辦的圍繞橡塑助劑等功能新材料和基于節能減排的石油化工新材料的兩個論壇上，結合化工行業面臨的高排放難題，以及橡塑助劑、功能新材料的研發技術難點，科技工作者介紹了各自的研發進展。

　　膜材料:聚焦能源環境領域

　　膜材料的開發對于節能減排具有重要意義。南京工業大學作為國內無機膜開發的先鋒，在論壇上介紹了他們研發的ZIF-8/PDMS（聚二甲基硅氧烷）混合基質膜、手性金屬有機骨架多孔陶瓷復合膜、高性能耐CO2多通道混合導體中空纖維氧滲透膜。其中，ZIF-8/PDMS混合基質膜結合了無機顆粒和有機聚合物的兩大優勢，提高了該膜的氣體分離性能，在烴類氣體分離和有機蒸汽的回收應用中具有良好的發展潛力；高性能耐CO2多通道混合導體中空纖維氧滲透膜，可用于氧分離、富氧燃燒、低碳碳氫化合物的部分氧化反應等，在能源環境領域有著非常誘人的應用前景。

　　近年來，含油污水的排放以及油品外泄給社會和環境帶來了很大威脅，傳統油水分離材料已不能滿足需求，膜分離法作為一種分離效率高、速度快的新型油水分離方式備受關注。北京化工大學材料學院采用靜電紡絲法制備出含POSS（籠型聚倍半硅氧烷）的PIM-1油水分離微米纖維膜，將多功能超疏水/超親油紡絲纖維膜應用于油水分離。該膜一方面可以分離油水混合物并且具有很高的選擇性和通量，另一方面可以吸附有機相中的污染物，這對油水分離和有機溶劑的回收有著重要意義。

　　油品的低硫化甚至無硫化已成為一種必然趨勢。天津工業大學以油品脫硫為應用背景，從分子結構設計等角度出發，制備出一系列面向油品脫硫的聚酰亞胺（PI）膜材料。并以PI為基膜，以分子篩為吸附功能顆粒，通過相轉化法并結合紡絲工藝制備了平板式、中空纖維式吸附功能膜，同時從交聯角度出發，設計制備對硫化物具有選擇透過作用的滲透汽化膜材料備的聚酰亞胺基膜吸附器和滲透汽化膜能夠耐受油品中復雜溶劑，對硫化物具有選擇分離和脫除效果。

　　功能材料:打破成本瓶頸降低污染

　　在合成有機硅改性丙烯酸酯乳液的過程中，由于有機硅組分如聚硅氧烷和聚丙烯酸酯之間相容性較差，體系往往會發生漂油或凝聚。北京化工大學以提高硅丙乳液中有機硅含量為目的，在以水為分散介質的乳液條件下，使用復配偶聯體系、引發劑，合成出具有不同PDMS含量的硅丙復合乳液。該復合乳液在機硅含量達到60%時能保持穩定均一，可以在室溫成膜，漆膜連續光滑，通透性好。

　　自二氧化硅氣凝膠作為絕熱材料的設想提出以來，許多化工和航天企業都在研究制備并應用二氧化硅氣凝膠絕熱材料。但制備過程中的一個主要問題是絕大多數二氧化硅氣凝膠采用有機硅制備，成本高，污染大。為了解決這一問題，廈門大學科研人員以水玻璃作為硅源，通過高壓碳化法制備二氧化硅水凝膠。他們通過超臨界干燥與改性，最后加入聚合物進行粘合，得到具有優異絕熱性能的二氧化硅復合材料，降低了制備成本，減少了污染。

　　異山梨醇是目前唯一工業化生產的糖類二醇，可以作為合成生物基彈性體的單體。沈陽化工大學以多種生物質單體為原料制備出含有異山梨醇的線性可交聯的生物彈性體（PBPISI）和生物基共聚酯（PBISI），能夠分別應用于生物醫用彈性體材料和形狀記憶材料。

　　此外，沈陽化工大學還以粉末涂料固化劑TGIC（異氰脲酸三縮水甘油酯）生產過程每年產生的數千噸之多的副產物為原料，合成出一種新型水溶性熱熔膠，其軟化點、熔融黏度、固化后的產物抗壓強度等都可滿足一般熱熔膠黏劑的要求，應用于包裝材料、書籍裝訂、木材加工等領域，解決了困擾粉末涂料發展的TGIC副產物利用難題。

　　橡塑材料:改善綜合性能拓展應用

　　在新材料論壇上，北京化工大學在橡膠材料上的研發進展尤為引人注目。該校科研人員利用單體異戊二烯、檸檬烯以及丙烯酸丁酯或衣康酸二正丁酯，合成了異戊二烯-檸檬烯-丙烯酸丁酯（PLIB）和異戊二烯-檸檬烯-衣康酸二正丁酯（PLID）兩種三元異戊二烯功能彈性體。再通過加氫改性方法，消除部分不飽和碳碳雙鍵，制備出加氫產物HPLIB和HPLID，成功實現了異戊二烯橡膠耐油性、耐熱性和耐臭氧老化性能等綜合性能的提高。

　　丁腈橡膠（NBR）是耐油性優異的彈性體，但耐油性和耐低溫性能無法兼顧使其應用受限。該校科研人員通過分子結構設計的方法，在不改變NBR耐油性的同時，調控其耐低溫性能，得到了可控耐低溫丁腈橡膠。相較于原膠，其玻璃化轉變溫度（Tg）均明顯降低，打破了多年來丁腈橡膠耐油與耐低溫性之間的矛盾，并可通過接枝不同側基，調控其耐低溫性能。

　　北京化工研究院在聚烯烴材料的開發和應用上一直走在國內前列。據該院科研人員介紹，近幾年他們重點進行了5個聚烯烴新產品的研發和應用。

　　其中，采用1-丁烯作為共聚單體的丙烯/1-丁烯無規共聚聚丙烯產品G樹脂，大大提升了透明聚丙烯食品藥品接觸包裝的安全檔次；直接聚合法高熔體強度聚丙烯樹脂產品無需反應接枝改性，可直接用于制備聚丙烯發泡制品，徹底避免了反應接枝過程可能帶來的制品異味；采用低成本高效抗菌助劑顯著降低了抗菌聚丙烯的制造成本，促進了抗菌聚丙烯樹脂在日常生活中的廣泛使用；雙向拉伸聚乙烯薄膜樹脂（BOPE）的開發，顯著提升了聚乙烯薄膜的強度、挺度及光學性能，有望在耐低溫薄膜、棚膜及地膜等領域獲得廣泛應用；透明抗沖聚丙烯樹脂使現有聚烯烴聚合工業裝置可以直接生產多相透明聚丙烯材料，同時提升了透明聚丙烯的剛性、韌性和耐熱性能，拓展了應用領域。

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