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    高??萍?0年:聚合物涂层领域的技术革命,复旦大学技术创新纪实
    2018-12-12 中国教育和科研计算机网

    ——复旦大学聚合物功能涂层制备关键技术创新成果纪实

      背景介绍:聚合物涂层是国民经济建设和国防安全非常重要的功能材料,生活中使用的产品表面几乎都需要涂覆涂层起装饰、?;ぃㄈ绶栏?、防污、防火、防老化等)或赋予新的功能(如吸波、隐身、防辐射、减阻、预警等)。

      改革开放前,我国工业基础比较薄弱,1978年工业增加值仅有1622亿元;改革开放后,我国工业以前所未有的生机和活力快速发展。1999年中国加入世界贸易组织(WTO),入世之后,中国依托出口拉动、投资拉动、消费拉动三驾马车成为全球制造大国。2000年以后,大部分世界500强公司进入中国,借助外国投资的东风,环渤海、长三角和珠三角地区形成了世界级的制造中心,中国在100多个生产制造领域占据世界第一的位置,“中国制造”的贴牌堆满了全世界的货架;林林总总的工业产品填满中国、走向国际。

      然而,由于产品材料本身的缺陷,所处环境的影响以及使用条件的限制,各种产品表面由于微生物附着、积累、繁殖常常导致污损现象的产生。例如,医疗器械在流体中,常伴随着蛋白质、细胞和微小有机体的界面吸附,表面污损会危及器械性能和患者安全;海洋生物的有害附着会对船体以及其它海洋设施带来一系列安全问题,使得船舶速度降低,油耗增加,而且会危害海上设施安全;在陶瓷产品生产等领域,表面抗污性也是一项重要指标等等。

      聚合物涂层质量的好坏直接影响产品和设备的安全、使用效能和寿命,是国民经济建设和国防安全非常重要的功能材料,对产品的装饰、?;ぃㄈ绶栏?、防污、防火、防老化等)或赋予新的功能(如吸波、隐身、防辐射、减阻、预警等)起到了至关重要的作用。但长期以来,涂层的两大主要原材料--树脂成膜物和颜填料都为国外公司所垄断,其中的核心技术知识产权几乎为国外所占尽。我国的聚合物涂层研发与生产以仿制为主,主要是利用国外的树脂、颜填料等来进行涂料配方的调整,不是从树脂、颜填料这些关键原材料的设计与制备着手,这样很难获得自己的核心技术。

      2000年以来,复旦大学先进涂料教育部工程研究中心在国家和上海市重大科技计划支持下,围绕树脂的分子设计合成、功能胶体微球的构筑等进行了一系列深入系统研究,取得了一系列原创性研究成果。一是发明了高固体分丙烯酸树脂的“分离聚合”技术,解决了现有合成技术中丙烯酸树脂分子量及其分布难以控制、树脂溶液固含量低、VOC高的问题;二是发明了高固低粘纳米复合树脂的制备新技术,解决了亲水的无机纳米粒子在有机树脂中难分散和团聚问题;三是通过有机-无机之间的静电或酸-碱相互作用,使无机纳米粒子起乳化剂功能,解决了传统的丙烯酸树脂乳液合成需要大量有机小分子乳化剂的问题,发明了不含任何传统乳化剂的丙烯酸树脂无皂乳液的制备新技术;四是发明了基于纳米TiO2光催化降解原理的长效自清洁涂层的制备新技术,实现了超疏水自清洁涂层的大面积制备;五是发明了玻璃用透明隔热保温涂层的制备新技术等等?;竦昧艘淮笈阅芸煽氐木哂凶灾髦恫ǖ木酆衔锕δ芡坎愕闹票腹丶际?。

      中心的相关工作在国际著名期刊上发表了一系列高水平学术论文,获中国发明专利102项、国际PCT专利4项、美国专利1项,并在多家生产厂家成功实现了产业化,产品在汽车、世博会工程、舰船和海洋装备、国防安全等国家的重大工程重点行业进行了成功应用,打破了国外的技术垄断,推动了相关行业的技术进步,国际上许多著名公司都来寻求技术合作与转移,部分技术实现了出口,社会效益和经济效益显著。中心先后获国家技术发明二等奖1项、省部级技术发明和科技进步一等奖6项、自然科学一等奖1项,主要研究人员被国际同行公认为是“世界上从事聚合物智能涂料研究开发的领导者之一”。

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