代表性研究成果之二(高性能纤维材料研究方向)


有机高性能纤维制备的分子链构象控制和成型技术研究

1、柔性链冻胶纺丝制备高强高模聚乙烯纤维

•有机高性能纤维材料是航天航空、国防军工等急需的关键材料,需求量大,但产品受国际垄断与技术封锁,必须走自主发展的道路

•从理论上明确了建立高浓度聚乙烯纺丝溶液大分子解缠及冻胶中缠结状态保持平衡是获得高结晶、高取向纤维的关键

•创建了以双螺杆为核心的连续溶解脱泡挤出的冻胶纺丝成型、连续萃取干燥、纤维超倍拉伸等完整生产技术

•打破国际垄断,成为继荷兰、美国后,第3个能自主生产该纤维的国家; 在多家企业实现规模化生产,产量2500吨/年,近3年产值20亿,利税达4亿; 产业化纤维制品用于航空航天(如“神舟五号”回收系统)、防弹防护、海洋舰船等领域

2009年度国家科学技术进步二等奖

 

                       
    

                                                                                                     半结晶高聚物的缠结模型                                                      冻胶纤维截面                                                          超倍拉伸纤维
 
                               

   生产装置


2、刚性链液晶纺丝制备PBO纤维

•通过对芳杂环单体聚合反应规律的研究,建立了高效、稳定的高相对分子质量PBO聚合工艺
 
•创立了双螺杆反应性挤出—液晶纺丝一体化新技术,建成了具有自主知识产权的中试装置; 成功制备了强度达5.5GPa的高性能PBO纤维 

 

 
 
配备高效搅拌器的聚合装置
 
反应性挤出-液晶纺丝装置示意图

3、刚性链液晶纺丝制备芳纶

•聚合过程中刚性链凝胶化转变规律及其对快速缩聚反应体系影响、液晶聚合物浓溶液相转变规律和影响因素
 
•采用双螺杆反应装置进行均匀反应、快速溶解和直接纺丝,攻克了制备高分子量液晶聚合物、溶解过程链裂解等关键技术

•率先建成了年产100吨对位芳纶连续聚合纺丝中试生产线,开发相关系列产品;建成了年产千吨级规模的间位芳纶及纸制品生产线

2008年度上海市科学技术进步一等奖
  

                                                                                                                                                    生产现场

 

 

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