神奇材料为美好生活添彩——记上海技术发明一等奖项目改性聚合物复合材料

华东理工大学李春忠教授领衔的项目组通过多种材料间的优势互补，造就了一批性能优异的新材料。这些材料广泛地应用在天文、汽车、通信、建筑等各个领域，为当今日新月异发展的美好生活增光添彩。最近，其开发的多相协同改性聚合物复合材料获得2017年度上海市技术发明一等奖。

性能+功能：复合材料应用广

电梯、无线基站、汽车，都会用到李春忠教授项目组研发的聚合物复合材料。研发的材料既含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。具有绿色、阻燃特性的电梯平衡补偿链包裹材料就是其中的一种。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。但现有材料含有的一些有害材料在燃烧过程中烟密度大，且易产生有毒气体，已被欧盟法规禁用。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，其阻燃和力学性能均超过德国和美国知名公司的产品。

项目组研发的一种能承受80℃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，可应用在无线通信基站的射频天线罩上，保护射频天线免受紫外线、风雨、温度等侵蚀。

在汽车的车身大梁、发动机周边等所有焊接部位都会用到堵块。堵块材料要求具备优异的综合性能，包括回弹性好、密封性强、刚性韧性平衡等。项目组经过试制，把如此多的功能和性能都集中到一种材料身上，改变了以前不同部位用不同堵块的状况。车身周边、大梁等处用上同样的堵块，避免了装配失误带来的安全隐患。

研发+攻关：协同创新成果多

要提升聚合物复合材料的韧性、刚性、强度等性能和阻燃、耐寒、耐高温、回弹性、密封性等功能，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符合设计要求？项目组开设多个课题，与相关企业开展联合攻关。

经过10多年的合作攻关，项目组终于找到了界面增容、多相协同、成型设备结构设计与工艺优化3个突破点，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。这些成果的先进性获得了社会的广泛认可。在上海市科学技术委员会主持的验收中，验收专家认为项目组制备的聚丙烯和尼龙等聚合物复合材料“性能指标达到并部分超过国外同类产品”。耐紫外线射频天线挤出外罩类材料经江苏省产品质量监督检验研究院等单位测试，认为其性能指标达到或超过了国际同类产品美国吉安Geon87364，现已替代进口材料。低气味和低散发车用聚丙烯复合材料经上海泛亚技术中心等机构多轮评估，被认为达到行业领先水平。尼龙复合材料在瑞士通标标准技术服务有限公司的检测报告中，被认为综合性能优良，部分指标优于德国公司的产品……

节能+环保：经济社会效益佳

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。同时由于国家鼓励新材料的研发和应用，新材料企业也容易在节能、环保等方面取得很好的社会效益。

项目组研发的电梯平衡补偿链产品，不仅可以减少摩擦噪声、增加运行平稳性，而且有阻燃、抑烟作用，售价还比国外同类产品低20%。

聚酰胺材料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投入应用。“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。”李春忠教授表示，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，满足人们生活的不同需求。