一、应用基础研究

1.发现了ILs对外加电场变化的高响应性,并以ILs为探针,实现了界面结构变化过程与状态的量化研究

设计合成了系列嵌段离子化共聚物TAPEC(ILs),将PLA/PCL共混物的断裂伸长率提高21倍。并以其为探针,首次以定量的方式证明了双连续相形态和高浓度离子基元可显著增强PCL相的链段运动和离子传导(图12)。上述研究为PLA/PCL经典不相容共混体系界面调控提供了新思路,并为通过相界面离子状态示踪共混物相界面形态演化过程提供了理论依据和指导。研究成果发表在Ionics.,2019,25.7: 3189J.Appl. Polym. Sci.,2020, 138.3:49702Compo.Commun.,2021.25,100738相关技术在安徽丰原集团有限公司转化,并成功应用于北京冬奥会生物可降解餐具。


1TAPEC(ILs)的合成路线及结构


2PLA及其共混物的应力-应变曲线及TAPEC(IL)PLA/PCL界面增容示意图

2.运用离子液体的界面增强策略,实现了高强度、高介电复合材料结构的构筑与宏量制备

3.ILsPLA/EMA-GMA/MWCNTs相结构调控和界面强化增容示意图

将含羧基ILs引入PLA/EMA-GMAPLA/EMA-GMA/MWCNTs共混复合体系,使得材料在具备优异介电性能的基础上,冲击强度和断裂伸长率分别提高22倍和71倍,(图3)。相关研究成果发表在Adv.Compos. Hybrid Mater.,2021.4(3): 639-646,Compos. Sci. Technol.2020, 200:108347Eur.Polym. J.2018,99: 58Thermochim.Acta. 2019,678: 178302并出版《离子液体对聚乳酸共混复合物界面调控机理》专著一部,制定国家标准1件。

二、应用研究及工程化应用  

1.时速380公里及以上高铁动车组用电线电缆制造及其产业化

基于高速机车线缆用高分子材料,线缆设计及加工工艺等核心技术主要以模仿或引进国外技术的现状,项目组开发了满足标动要求的高速列车用线缆(图4),形成了具有自主知识产权的高速列车用线缆制造技术和规模化生产能力,产品已经在国产高速列车和轨道交通中广泛应用,对提高中国高铁动车组线缆制造水平,促进产业发展具有重要意义。相关成果“获安徽省科学技术二等奖1项。目前该系列产品实现销售收入44.5亿元,利润8.09亿元,缴税6.7亿元。


4.时速380公里及以上高铁动车组用线缆结构示意图及应用场景

2. 智能工程装备用环保型光电复合缆的关键技术研究和产业化

5.智能工程装备用环保型光电复合线缆结构示意图

智能工程装备用环保型光电复合线缆的设计与制造,是智能工程装备的技术壁垒之一。项目组首次开发了智能工程装备用环保型光电复合线缆,并实现其规模化生产与应用(图5)。项目产品通过国家安全生产矿用设备检测检验中心认证,在联合天地科技股份有限公司、中国中铁四局集团有限公司等智能开采及工程建设装备制造企业广泛应用,并助力国产首台()高性能8米大采高采煤机的诞生,制定行业标准1项,获安徽省科学技术二等奖1项。自2016年起累计实现销售收入2.9亿元,创造税收2328万元。

3.严苛环境服役食品接触材料及军用装备的研发及产业化

7.复杂严苛环境服役食品接触材料与保障装备应用情况

为解决复杂严苛环境用食品接触材料、模具装备设计及成型工艺等核心技术难题,实现该系列材料和装备的全面国产化,项目组开发了复杂严苛环境服役食品接触材料与保障装备,项目产品同时满足了《新型单警装备设计定性实验大纲》、《19边防巡逻多功能水壶规范要求》和《中华人民共和国公共安全行业标准要求》等标准的要求,正式服役于高原、高纬度、极寒及海洋等复杂地区(图6)。并制定国家和行业标准2件,获安徽省科学技术二等奖1项,累计实现销售收入9.8亿元,新增利润4.9亿元,创造税收4.5亿元,助力安徽富光成为行业全国第一,全球第二的领军企业。