近日,上海科技创新成果展在上海张江科学城举办,展览展出了一批各具特色、亮点纷呈的自主创新成果,涵盖基础研究、集成电路、人工智能、生物医药等领域。11月28日至29日,习近平总书记在上海市考察调研时,来到展览现场,详细察看了参展的科技创新成果。中国科学院宁波材料技术与工程研究所参与研发的科技创新成果“介孔材料-聚乳酸发泡制品”入选该成果展。
介孔材料-聚乳酸发泡制品是由中国科学院院士、复旦大学教授赵东元带领的团队和宁波材料所高分子先进加工团队领衔研发的最新科技成果。其中,介孔材料和聚乳酸发泡珠粒分别由复旦大学赵东元教授团队和宁波材料所高分子先进加工团队提供技术支持,最终介孔材料-聚乳酸发泡制品由安徽华丰天河生物材料有限公司生产制备。
介孔材料,是指孔径在2-50纳米之间的多孔无机材料,不仅具有比表面积高、孔体积大、孔结构规整均一、骨架组成多样化及表面易修饰等特点,同时还具有优良的隔热性能、高力学强度和优良的阻燃性等。复旦大学赵东元教授团队长期从事介孔材料、纳米功能材料的可控合成与应用研究,取得了一系列创新性研究成果,推动了介孔材料的发展。聚乳酸(PLA)是一种以可再生资源为原料,且具有可完全生物降解性、良好生物相容性的环境友好型高分子聚合物,被誉为最具发展潜力的生物基高分子材料。通过超临界二氧化碳发泡,可制备出绿色低碳节能聚乳酸材料,具有绿色低碳、保温隔热效果好、可循环、废弃后可降解等优点。
宁波材料所郑文革研究员带领的高分子先进加工技术团队多年来一直从事聚合物发泡材料制备技术的研发及其产业化,在生物基材料、橡胶及橡塑弹性体等材料体系的发泡技术研发及产业化方面具有较系统的积累。近期,该团队与安徽华丰天河生物材料有限公司合作,致力于推动聚乳酸釜压发泡粒子的产业化,已经建成了聚乳酸发泡粒子(EPLA)中试生产线,所制备的EPLA制品具有较低的热导率(0.043 W/m.K)和较高的抗拉强度(>0.1 MPa)。近年来,中国绿色建筑相关政策不断出台,特别是“双碳”战略的提出,让绿色、低碳、节能成为建筑行业的风向标,而绿色建材是绿色建筑非常重要的基础。其中,外墙保温材料是建筑材料的关键组成部分,由聚苯乙烯发泡粒子和水泥等改性助剂复合而成的聚苯乙烯匀质板是广泛应用于的外墙保温材料之一。该聚苯乙烯发泡粒子主要由易燃的低沸点烃类(主要是戊烷)发泡得到,存在生产过程不环保、制品导热系数高、聚苯乙烯燃烧热值高和制品使用废弃后不可降解等缺点。相比之下,聚乳酸具有燃烧热值低和绿色可降解等优点,同时,超临界二氧化碳发泡具有绿色、安全、环保等优势。因此,为了推动聚乳酸发泡粒子在绿色建材等领域的应用,进一步,宁波材料所高分子先进加工技术团队与复旦大学赵东元教授团队合作,采用新型制备工艺将聚乳酸发泡珠粒和介孔材料复合,提高了聚乳酸复合制品的保温隔热性能(热导率低于0.035 W/m.K)和力学性能(抗拉强度>0.15 MPa),制备了介孔材料-聚乳酸发泡制品,该产品不但具有良好的保温隔热性能和高力学强度,且具有质轻、优异的阻燃性能,同时生产过程更加绿色环保、能耗更低,有望应用于建筑节能等领域,对助力实现绿色低碳建筑和“双碳”目标具有重要意义。
展览现场(图片来源:央视新闻联播、新华社第1视点)
(高分子实验室 汪龙)