高性能多功能聚四氟乙烯微孔材料的綠色制造
具有微納多孔結(jié)構(gòu)的聚四氟乙烯(PTFE)微孔材料在高效過濾、防水透聲、高端織物、醫(yī)療器械等國民經(jīng)濟戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵材料。但是,由于PTFE材料極難加工,近五十年來,只有美國Gore公司開發(fā)的拉伸法實現(xiàn)了PTFE微孔產(chǎn)品的大規(guī)模商品化生產(chǎn),產(chǎn)值高達百億。但是,拉伸法存在的一些頑固問題仍然沒有得到解決,如產(chǎn)品均勻性、產(chǎn)品孔徑與孔隙率的。本成果顛覆傳統(tǒng)拉伸法,創(chuàng)造性地提出了基于剪切誘導(dǎo)原位成纖工藝,巧妙地解決了存在半個多世紀的問題,可制備具有高孔隙率、小孔徑、高強度的高性能PTFE微孔材料,并且可根據(jù)生產(chǎn)需求靈活調(diào)整產(chǎn)品宏觀性狀與微觀結(jié)構(gòu),僅通過簡單的工藝參數(shù)調(diào)整,即可實現(xiàn)具有不同微觀結(jié)構(gòu)的平板膜、纖維、中空纖維膜、微孔泡沫等批量化生產(chǎn)。與拉伸法相比,本成果工藝靈活、設(shè)備簡單、能耗顯著降低、無環(huán)境污染,具有良好的產(chǎn)業(yè)化潛力。此外,本成果提供了一種具有普適性的PTFE微孔材料改性方法,可以通過先進的復(fù)合工藝實現(xiàn)具有高導(dǎo)電、高導(dǎo)熱等功能化PTFE材料,有效填補市場空白。圍繞本成果,已發(fā)表多篇國際論文、申請四項國家發(fā)明專利、兩項海外專利,在油水/固液分離、先進織物等領(lǐng)域具有良好應(yīng)用前景,相關(guān)產(chǎn)品已成功驗證并得到多方行業(yè)內(nèi)專家認可。
山東大學(xué)
2025-02-08