研究方向(xiàng)
高分子材料已經(jīng)成(chéng)爲人類社會發(fā)展所必不可少的材料之一,據中國(guó)塑料協會報告,2010年世界塑料的産量超過(guò)2.6億噸,中國(guó)産量超過(guò)5000萬噸。目前高分子材料主要來源于石化資源。但是石油能(néng)源將(jiāng)面(miàn)臨巨大挑戰,據英國(guó)石油公司(BP)2007年公布的《世界能(néng)源統計評估》中稱,如果按照現在的消費水平計算,全世界目前探明的石油儲量僅可供人類使用40年。實際上石油的消耗量在不斷的增加,石油的産量在逐年增加。預計在2020年將(jiāng)達到産量頂峰,其後(hòu)産量因石油的儲量的不足會逐漸下降。石油産量一旦下降,人類將(jiāng)面(miàn)臨巨大的能(néng)源危機,也必將(jiāng)給高分子産業帶來巨大沖擊。因此,高分子材料如何擺脫對(duì)石油的依賴將(jiāng)成(chéng)爲每一位高分子研究者所關注的焦點。另外,大量石油基塑料的使用也給我們社會帶來嚴重的環境污染。這(zhè)就是我們開(kāi)發(fā)生物基高分子材料的原動力。
目前,我們研究團隊研究的生物基高分子材料主要包括生物基熱塑性樹脂合成(chéng)與加工、纖維素基高分子材料、生物基熱固性樹脂合成(chéng)及其複合材料、生物基高分子助劑等幾個主要方向(xiàng)。團隊已經(jīng)取得了的主要成(chéng)績如下:
大豆基無醛木材膠黏劑成(chéng)功轉移到甯波八益實業有限公司,總轉移費爲1088萬元。 經(jīng)過(guò)一年的努力,完成(chéng)了大豆基無醛木材膠黏劑的中試和産業試生産。以該膠黏劑生産的膠合闆順利通過(guò)美國(guó)企業的嚴格檢測,并獲得該企業幾百萬美元的訂單。2011年3月該項目經(jīng)過(guò)以張齊生院士爲主任的鑒定委員會的嚴格評定,一緻認定該成(chéng)果達到國(guó)際先進(jìn)水平。
徹底解決了聚乳酸耐熱性差的問題。在不添加任何無機填料的情況下,聚乳酸的耐熱性從55°C提高到120°C 以上。該耐熱聚乳酸的抗沖性能(néng)也提高一倍,并能(néng)保持良好(hǎo)的透明性。改性聚乳酸的熔體強度大大提高,實現了直接吹膜和發(fā)泡的可能(néng)性。2012年6月,該項目成(chéng)功轉移到甯波家塑生物科技有限公司,總轉移費爲1500萬元。
以生物可再生材料松香基、單甯酸等爲原材料成(chéng)功獲得生物基環氧單體和固化劑。該環氧樹脂可用于膠黏劑和複合材料,實現了生物基熱固性樹脂代替石油基環氧樹脂的可能(néng)。以衣康酸起(qǐ)始原料,合成(chéng)制備了一種(zhǒng)含雙鍵的、高環氧值的(大于0.62)衣康酸基環氧樹脂(EIA),一種(zhǒng)具有自阻燃性能(néng)的含磷衣康酸基環氧樹脂(EADI)以及一種(zhǒng)高環氧值(1.16)、低粘度(0.92 Pa s,25℃)和固化活性高的環氧樹脂(TEIA)。相關研究結果已發(fā)表在國(guó)際著名期刊Green Chemistry(IF=6.82)(Green Chem., 2013, 15, 245–254,Paper)和Chemsuschem(IF=7.475)(ChemSusChem, 2013, 10.1002/cssc.201300749, Paper)上,并已申請國(guó)家發(fā)明專利6項(201110245232.X;201210196485.7;201210196521.X;201310035530.5;201310034348.8;201310042243.7)。