[00759990]高性能长玻璃纤维增强热塑性复合材料模塑料制备与成型的关键技术

该项目属于聚合物基复合材料领域，列入国家863计划、国家自然科学基金、上海市科技发展基金项目资助计划，并得到企业的大力资助。热塑性树脂作为基体的复合材料便于回收再生、可重复使用，成型周期短、预浸料可长期安全储存、可实现高效的模块化快速成型，其研发越来越受到关注，国外已在热塑性复合材料领域取得了长足的进步，中国在热塑性复合材料方面的研究起步较晚。该项目组从1996年起致力于热塑性复合材料制备与成型工艺方面的研究，针对不同复合体系及不同用途，分别采用熔融浸渍、粉体浸渍、梳理结合气流分散等工艺，获得良好的浸渍效果，形成长玻璃纤维增强热塑性复合材料、长纤维粒料、连续纤维增强热塑性复合材料预浸料、可变密度长纤维增强热塑性复合材料等的制备工艺；首次提出通过大分子偶联剂的组装控制复合材料界面结构的新技术，通过在界面构筑聚合物刷等手段，在增强材料与基体间形成强相互作用，同时在界面形成能松弛热应力、缓解应力集中使应力均匀传递的界面柔性层，并大幅提高复合材料吸收冲击能量的能力，形成增强、增韧的界面设计方法；对聚合物基体进行接枝改性，在基体分子链上引入极性基团或可以反应的活性基团，有效改善复合体系的界面粘结及复合材料的可涂装性能，并以此实现对基体及复合材料的增韧；采用双螺杆直接挤出混炼工艺，设计特殊结构的切割、混炼元件，在保证纤维与树脂充分接触、润湿与分散的前提下，保持较长的纤维长度(长度大于50mm的纤维含量超过18％，长度大于25mm的纤维含量超过60％)，自主设计、建成国内第一条双螺杆直接挤出混炼长纤维增强热塑性复合材料模塑料及在线模压成型的工业生产装置；解决高机头压力与纤维损伤的矛盾，减缓了片材中纤维由于拉伸、剪切等作用所引起的取向，建成的幅宽为1500mm双螺杆直接混炼挤出片材长纤维增强热塑性复合材料片状模塑料生产线为国内外首创；通过多组元、多尺度增强材料的组合，形成协同效应，克服了单一增强材料的复合材料所存在的不足，获得力学性能及成型加工性能优异、可设计性强的结构。长玻璃纤维与功能性组分组合，形成结构、功能一体化的低成本、高性能复合材料。研究成果申请中国发明专利9项,实用新型1项，其中已获授权4项；在国内外发表论文60篇，其中SCI收录31篇、EI收录16余篇；权威检测部门的检测认证、用户应用证明表明该项目取得了系列创新性成果，达到国际先进水平。开发的多项技术已在多家企业实现产业化，生产的材料及其制品已在汽车、家电、建材、电气等领域获得应用，替代了大量的进口材料及汽车零部件，取得了很大的经济效益；提升了中国在热塑性复合材料及其制品的研发水平，带动了相关行业的发展，社会效益显著。