当前, 材料领域的科技创新日新月异, 超导材料, 碳纤维以及陶瓷基, 树脂基复合材料等等让大众应接不暇, '材料' 正向智能化, 微纳化, 可设计化方向发展. 华东理工大学李春忠教授项目组在聚合物复合材料领域钻研多年, 通过多种材料间的优势互补, 研发出多种 '改性聚合物复合材料' , 这些 '改性' 材料中, 既具有介电或阻燃等功能特性的环保聚氯乙烯, 也有力学性能优异的聚丙烯, 聚酰胺, 聚对苯二甲酸丁二醇酯等复合材料, 未来, 电梯, 无线基站, 汽车, 都会用到这种聚合物复合材料.
李春忠介绍, 比如电梯平衡补偿链是保持电梯平稳运行的重要安全部件, 通常用聚氯乙烯包裹. 但国内现有的材料含有一些欧盟法规禁用的物质, 一旦燃烧过程中烟密度大, 且易产生有毒气体. 项目组研发的高氧指数, 低烟密度无卤阻燃聚合物, 弹性体满足欧盟法规要求, 其阻燃和力学性能甚至超过德国和美国著名产品.
又比如无线通信所用的基站, 其射频天线需要天线罩的保护, 免受紫外线, 风雨, 温度的影响. 项目组研发的材料能承受80摄氏度温度, 抗紫外线, 耐老化, 抗风等功能强大, 适合长期在户外使用, 并且还是可循环使用的环保材料.
要提升聚合物复合材料的性能(韧性, 刚性, 强度等)和功能(阻燃, 耐寒, 耐高温, 回弹性, 密封性等), 就需要在聚合物中加入不同的物质. 加什么?怎么加?如何使这些物质在聚合物中的分布, 物质间的磨损消耗等朝着项目组设计的方向发展?项目组经过了十多年努力, 终于找到了 '秘方' : 界面增容, 多相协同, 成型设备结构设计与工艺优化, 一共3个突破点, 最终发明了系列具备高性能和特定功能的无机改性聚合物材料与制品.
李春忠表示, 未来的竞争是材料的竞争. 港珠澳跨海大桥, 贵州 '天眼' 大口径射电望远镜……建设这些 '超级工程' , 先进材料功不可没. 企业掌握功能强大的先进材料, 往往能在市场竞争中轻松胜出. 据介绍, 华理团队的 '改性' 材料中, 还包括一种聚酰胺材料, 它具有很高的刚性和长期耐热性, 满足了起动机齿轮高刚性, 耐热, 耐磨的要求, 可以替代金属齿轮. 这对汽车轻量化是一大利好, 也能更好地节约能源. 另一种PBT/PET/杂化增强体复合材料由于具有优异的耐热性和力学性能, 部分指标超过了国外同类产品, 已在中高档国产轿车中应用.
'复合化是材料发展的必然趋势之一. 聚合物基复合材料是目前用量最大的品种. ' 李春忠说, 他们会在新材料的研发之路上不懈奋进, 开发新的功能特性, 满足人们生产生活的需求.