所属分类：新型材料产业

所属单位：济南大学

成果简介：有限元分析在碳纤维缠绕复合气瓶的研发生产中发挥着至关重要的作用，它可以模拟复合气瓶在不同工作条件下的应力、应变和变形情况，评估结构的强度和稳定性。有限元模型可以通过优化材料选择、工艺参数、层数布局和壁厚分布等，实现结构参数的精确调整，从而减少实际试验次数，从而降低研发成本和时间，加速产品开发进程。本项目主要目的是建立高精度的有限元模拟分析程序，针对实际生产过程中的工艺参数进行有效模拟，建立不同缠绕工艺参数下的材料性能数据集合，基于薄膜理论优化封头设计，考虑纤维真实交叉形态，开发更精确的有限元模型并进行全尺寸验证。 气瓶的缠绕设计分为两部分，由于根据桶身网格理论设计的线型，往往只能满足桶身的强度设计要求，而封头处却存在较大问题。封头部位是Ⅳ型气瓶的薄弱部位，封头部位的缠绕层设计是Ⅳ型气瓶结构设计中的重点与难点。本项目针对封头区域曲率变化、纤维集中等问题，采用薄膜应力方法和三次样条插值理论，将气瓶封头段视为离散点的集合，得到各离散点承受的薄膜应力并定位受力薄弱点，基于该点进行扩孔缠绕实现补强。将桶身和封头的缠绕线型确定后，得到完整的气瓶结构设计方案。 本项目根据气瓶的设计要求，基于Abaqus平台，通过Python脚本建立气瓶有限元模型并完成前处理工作。采用Fortran自定义材料损伤起始与退化本构（Hashin，Puck和Larc系列等），实现多工况下气瓶强度的预测和损伤演化机制的揭示。以元部件测试结果和模拟结果为基础不断对模型迭代优化。最终模拟得到气瓶的实际爆破强度与损伤机制。最后进行全尺寸实验验证，根据实验结果验证模型的可靠性和有效性，并根据实际的爆破结果和损伤形式进一步优化仿真模型。有限元模拟在碳纤维缠绕氢气瓶性能分析中的关键优势之一是显著减少了实验次数，从而降低了成本。以每次实验成本5万元计算，通过有效的模拟分析，可以避免进行多次昂贵的物理实验。这不仅节省了显著的研发成本，还缩短了产品开发周期，可以将新产品更快地推向市场。同时，这种经济效益不仅表现在成本削减上，还可以提高研发团队的效率，减少资源浪费，从而对碳纤维缠绕氢气瓶的研发过程产生积极的经济指标和竞争力，加速创新和产品改进。

所属分类：新型材料产业

所属单位：济南大学

成果简介：本项目研制了一种高活性液体硬质聚氨酯泡沫组合料。该组合料可用于各种电气、通讯设备柜（间）底座或墙体开口处的“流动性密封装饰”材料及室内装修隔层保温阻燃板材，作为“流动性密封装饰”材料使用时具有独特的“自动流平性”、渗透力强等特点，实现了无死角密封、防凝露防水、高阻燃性等目标。作为保温阻燃板材使用时，可实现防水防凝露、阻燃、保温等性能目标。 1.可实现无死角、无盲区密封（流平时间：>6min GB/T 13477.6-2002，动力：膨胀产生的压力）。 2.高闭孔率，不吸水（闭孔率：>95% GB/T 10799-2008，吸水率：<0.8% GB/T 8810-2005），在提高防潮、防凝露、阻燃等的特性的同时大大提高了使用寿命。 3.轻质、高强，高粘结性和结构稳定性（拉伸粘结性：1~1.2MPa（GB/T 13477.8-2002），表观密度：110~150kg/m3（GB/T 6343-2009），拉伸强度：1800~2000kPa（GB/T 9641-1988），压缩强度：2000~2300kPa （GB/T 8813-2008），具体指标可根据实际需要调节。 4.导热系数低（导热系数：<0.05 GB/T 10294-2008），隔层间无热交换，根源解决凝露问题。 5.阻燃（氧指数：>30%，不低于国标GB 8624-2012 B1级）、低烟无卤、无毒环保、气味低。 6.施工方便，简单易控，无需大型设备及辅助条件，固化后可开槽打孔。项目实施场地无特殊要求，室内清洁的环境生产即可，制备的组合料可用于各种场地，例如电缆工井、狭窄缝隙、直立和水平墙壁及板材等均。组合料生产制备无需大型设备可连续化生产，投资小，易于产业化。产品施工操作简便，无需水电，室温即可完成施工，大大提高了产品应用空间。成本：硬质聚氨酯泡沫材料成型后按5cm厚计，其成本为200元/m2。按电气、通讯设备柜（间）底座或墙体开口处的“流动性密封装饰”材料核算，经济效益十分可观。

所属分类：新型材料产业

所属单位：西安理工大学

成果简介：本发明涉及一种基于PET降解产物的磁性微纳米材料及其制法和应用,该磁性微纳米材料由丙烯酸缩水甘油酯改性的PET降解产物与四氧化三铁磁性纳米颗粒杂化后得到，其中,所述PET降解产物由包含下述组分的原料制备得到:PET树脂、醇解剂和催化剂。所述磁性微纳米材料的制备方法包括下述步骤:(1)将包含PET树脂、醇解剂和催化剂的原料混合后,反应得到PET未完全醇解产物:(2)用丙烯酸缩水甘油酯对PET未完全醇解产物进行改性;(3)将改性的PET降解产物与四氧化三铁磁性纳米颗粒杂化后得到所述磁性微纳米材料。本发明所得磁性微纳米材料磁性良好,在包装废弃物再生资源化和功能性微纳米材料制备领域具有重要应用。 本发明利用废弃聚酯制备新型功能微纳米材料，创新性的提出了侵蚀降解废弃聚酯的方法，为废弃聚酯塑料的高效资源化与循环利用提供了新途径。

所属分类：新型材料产业

所属单位：西安理工大学

成果简介：本项目针对传统的导电聚合物复合材料（CPC）严重的表面反射问题，提出构建由透波层+吸波层+反射层组成的低反射/高吸收电磁屏蔽复合材料。首先通过真空抽滤和冷冻干燥工艺成功制备了夹层仿生 CNF-MXene/AgNWs 复合薄膜。在夹层复合薄膜内部构建类骨骼状多孔结构有助于增加电磁波的内部吸收损耗。CNF-MXene/AgNWs复合薄膜表现出最佳EMI SE为67.5 dB，相应的SSE达到427 dB•cm3•g-1。其次，采用层层自组装和浸渍法制备了具有良好耐水性的氧化石墨烯纳米片/纤维素纳米纤维(H-mGONS/CNF)薄膜。扫描电镜(SEM)显示，高取向的GONS/CNF纳米复合材料被包裹在疏水层之间，形成了表面光滑、结构致密的三明治状结构。这种独特的结构使H-mGONS/CNF复合膜具有优异的环境特性，如防水、热稳定性、机械性能良好的结合力、自洁性和强的抗剥落性。这项工作使具有优异防水性能的H-mGONS/CNF薄膜的生态友好开发成为可能，可用于许多工业应用，包括食品包装，生物医药产品和保护涂层。

所属分类：新型材料产业

所属单位：华南理工大学

成果简介：技术团队系统研发了一类超动态水凝胶，可通过微创注射植入不规则形状的组织缺损部位，在高组织压力应变条件下保持结构完整。和现有水凝胶相比，超动态水凝胶应力松弛速率加快约100倍，显著匹配自然组织超动态力学特征；负载细胞增殖速率较现有水凝胶材料加快约30倍，实现负载细胞组织发育必需的细胞行为的高效调控；实现内源损伤修复细胞的有效募集及浸润，促进损伤部位血管网络重建，显著改善组织损伤免疫微环境。 技术处于国际领先地位，解码了超动态水凝胶在动物模型中促进组织损伤修复相关关键信息的时空图谱，为开发介入治疗促进组织器官原位再生的有序调控与干预、实现组织损伤后再生修复提供了重要的研究基础。

所属分类：新型材料产业

所属单位：华东理工大学

成果简介：PEAT（聚己二酸/对苯二甲酸乙二醇酯）是一种新型的生物可降解塑料，目前市场上尚无PEAT商品。PEAT与PBAT（聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯）结构类似，可以看作是PBAT中丁二醇被乙二醇所取代的产物。PEAT的热学性能、力学性能以及降解性能与PBAT大致相当，甚至更好。乙二醇较丁二醇更为廉价，PEAT生产成本比PBAT更低，更具有价格优势，有望提高降解塑料在塑料领域的市场份额，具有重要的经济社会意义。本成果具有自主知识产权，你开发一项系列产品： （1）全降解包装用薄膜； （2）匹配农作物生长周期的全降解地膜； （3）全降解包装袋：包括购物袋、连卷垃圾袋、宠物粪便袋、电子产品包装袋、食品包装袋。

所属分类：新型材料产业

所属单位：湖南农业大学

成果简介：面对农业固体废弃物聚乙烯地膜残留量较多，秸秆综合利用途径较少等问题，针对干旱半干旱的气候特征，通过配方设计和性能强化，创制控草性强、保温保墒效果优、降解可控、成本大幅下降的秸秆纤维全生物降解地膜产品，并将新制地膜产品在玉米、马铃薯等作物中进行适宜性评估，反向调控优化产品配方，实现拥有自主知识产权、低成本、高性能、功能精准可控的新型地膜产品，有效提高经济社会生态效益。

所属分类：新型材料产业

所属单位：河南理工大学

成果简介：本产品涉及一种利用废弃轮胎中的帘子线纤维，通过简易途径高效制备高性能建筑用气凝胶材料。一方面该方法以废弃轮胎为原料，能有效消除轮胎中难以再利用成分对环境造成的污染，避免了资源的浪费；另一方面通过帘子线纤维废丝和阻燃助剂等催化交联一体凝胶成型技术，简化了橡胶气凝胶的制备流程，为建筑物保暖隔热等提供了一种新型节能材料。与目前市场上建筑用保温外墙板材岩棉、聚苯泡沫板等相比，本作品开发的气凝胶材料具有良好的弹性和超低的导热率（常温下达 0.03 W/m∙K，为挤塑聚苯板的1/3)，低密度（低于150 kg/m3，施工方便且减轻建筑承重），阻燃性好（可达A1级，有效解决建筑保温与防火间的矛盾），消音且耐久性好，整个制备过程工艺简单、高效环保，可轻松扩大规模生产应用于新建楼房、旧楼改造、厂房及农村建筑中，市场前景广阔。

所属分类：新型材料产业

所属单位：东华大学

成果简介：本项目开发了连续长玻纤增强热塑性复合材料的制备工艺，可适用于不同的聚合物基体。LFT 具有良好的力学性能和耐热性能，可替代传统的工程塑料并实现有效减重，在汽车、通讯等领域具有广阔的应用前景。

所属分类：新型材料产业

所属单位：东华大学

成果简介：聚酰亚胺是迄今为止耐热温度最高的超耐热树脂，并具有优良 耐水解析、机械性与柔韧性，可用于制作耐热光敏树脂、滤光器、 液晶显示器、导体与半导体的交联粘合剂，还可用于激光、锂电池 以及在太空中使用的防护材料等。其中，以联苯二酐合成的聚酰亚 胺表现出的性能最为优越，特别是以 3,3’, 4,4’-联苯四甲酸二 酐（s-BPDA）为单体聚合得到的联苯型聚酰亚胺表现出非常优越的 耐热性、机械性能、力学性能。 随着我国高新技术的发展，人们对高品质 s-BPDA 的需求越来越强 烈。目前，国外制备 s-BPDA 的方法主要有脱卤偶联法、氧化偶联 法等，但是只有日本宇部兴产株式会社和三菱化成株式会社两家将 s-BPDA 工业化生产。国内受诸多因素的限制，对 s-BPDA 的制备 研究相对较少。由于高品质的 s-BPDA 生产技术一直被国外垄断， 国内对高品质 s-BPDA 的需求长期以来一直依靠于进口，极大的扼 制了 s-BPDA 相关应用领域的发展。 本成果发展了一种以 4-氯代苯酐为原料合成 3 ,3 ',4 ,4 '- 联苯四甲酸二酐的有效方法，产率较高，提纯方法简单，利润空间 较大。

所属分类：新型材料产业

所属单位：东华大学

成果简介：针对当前纤维基透明膜材料透光性能差、孔隙率低的问题，难 以满足生物医用等领域对高性能透光透气膜材料的迫切需求。 本课题组开展仿蜻蜓翅脉结构纳米纤维膜材料的可控构筑规 律及可见光增透性能优化研究，揭示连通孔道中可见光的低损 耗传输机制，明确透明纤维膜材料的本体结构特征与高光通量 特性的构效关系，获得了拉伸强度>30MPa、透光率>90%、孔隙 率>90%的纤维膜材料，可广泛应用于智能可穿戴、生物医用和 空气过滤等领域。

所属分类：新型材料产业

所属单位：东华大学

成果简介：针对 3D 打印制品较传统工艺制品的力学性能差的问题，课题组对碳纤维连续 3D 打印增强材料展开研究。利用碳纤维连续增强 PETG复合材料,考察喷嘴温度、层高和打印路径等对打印制品力学性能的影响，优化打印工艺参数，使碳纤维对 PETG 基体的增强效果得到进一步提升。对比碳纤维连续增强 PETG 与纯 PETG 样条的力学性能，发现碳纤维连续增强 PETG 的抗拉强度约为纯 PETG 的 6 倍，弯曲强度为 3 倍，弹性模量可达纯 PETG 样条的 6 倍以上。