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項(xiàng)目成果/簡(jiǎn)介:聚(3,4-亞乙基二氧基噻吩):聚苯乙烯磺酸鹽（PEDOT:PSS）是最經(jīng)典的空穴傳輸界面材料和柔性電極材料之一。PEDOT:PSS具有良好的光/熱/電化學(xué)穩(wěn)定性、成膜性和優(yōu)異的可見(jiàn)光透過(guò)率等優(yōu)點(diǎn)。然而，其酸性強(qiáng)，功函數(shù)相對(duì)低，我們從EDOT單體原材料出發(fā)，合成了一系列新型PEDOT衍生物，調(diào)控其各方面性能指標(biāo)，在提高有機(jī)和鈣鈦礦光伏器件的效率和穩(wěn)定性方面取得了一定進(jìn)展。同時(shí)發(fā)展簡(jiǎn)單、高效的摻雜手段，以調(diào)節(jié)PEDOT:PSS的功能，并積極推動(dòng)其在柔性電子及抗靜電等領(lǐng)域的應(yīng)用。應(yīng)用范圍:有機(jī)光電

聚(3,4-亞乙基二氧基噻吩):聚苯乙烯磺酸鹽（PEDOT:PSS）是最經(jīng)典的空穴傳輸界面材料和柔性電極材料之一。PEDOT:PSS具有良好的光/熱/電化學(xué)穩(wěn)定性、成膜性和優(yōu)異的可見(jiàn)光透過(guò)率等優(yōu)點(diǎn)。然而，其酸性強(qiáng)，功函數(shù)相對(duì)低，我們從EDOT單體原材料出發(fā)，合成了一系列新型PEDOT衍生物，調(diào)控其各方面性能指標(biāo)，在提高有機(jī)和鈣鈦礦光伏器件的效率和穩(wěn)定性方面取得了一定進(jìn)展。同時(shí)發(fā)展簡(jiǎn)單、高效的摻雜手段，以調(diào)節(jié)PEDOT:PSS的功能，并積極推動(dòng)其在柔性電子及抗靜電等領(lǐng)域的應(yīng)用。

項(xiàng)目介紹: 目前,我國(guó)生產(chǎn)的蒙脫石粘土礦物產(chǎn)品的五分之四用在鑄造、冶金球團(tuán)、鉆井造漿、油脂脫色等應(yīng)用領(lǐng)域，產(chǎn)品用途單一，結(jié)構(gòu)單一不能系列化、產(chǎn)品科技含量低、產(chǎn)品附加值低。而高吸水性蒙脫石聚合物與之不同的是:它是更高一個(gè)層面──有機(jī)、無(wú)機(jī)交叉應(yīng)用領(lǐng)域二者“結(jié)合”的產(chǎn)物, 它兼有二者的物化特性,不僅提高了產(chǎn)品的科技含量而且拓展了蒙脫石類(lèi)產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域。此聚合物實(shí)質(zhì)上基于蒙脫石層間K+、Na+、Ca2+、Mg2+等離子的交換性及層間的間距可擴(kuò)張性,通過(guò)交聯(lián)劑實(shí)施有機(jī)母膠液對(duì)蒙脫石礦粉的穿插、交聯(lián)聚合,形成有機(jī)、無(wú)機(jī)互補(bǔ)性強(qiáng)的高吸水聚合物。1) 聚合物特性及性能：此聚合物有: ①高吸水,每克干聚合物(粒、粉)對(duì)自來(lái)水的吸水倍率可達(dá)55ml─300ml∕g ; ②吸水體有一定強(qiáng)度、不粘手; ③具有較好的持水、釋水特性, 吸水體在外力作用下只改變形態(tài)而不會(huì)放出水分,但在太陽(yáng)底下涼曬會(huì)隨著空氣濕度變化放出或吸收水分; ③ 蒙脫石結(jié)構(gòu)未遭到破壞仍保持其陽(yáng)離子交換特性; ④ 聚合物干燥后再吸水仍保持原吸水能力,可反復(fù)使用之等性能；2) 聚合物的用途：此材料可用作: ① 農(nóng)用節(jié)水保墑; ② 載體材料; ③干燥劑; ④油水分離材料; ⑤污泥固化材料; ⑥防滲堵漏材料; ⑦沙漠治理等材料。用途十分廣泛。

制備對(duì)可見(jiàn)光透過(guò)良好，而對(duì)紫外線和紅外線有優(yōu)良的阻隔作用，并且價(jià)格低廉，易于加工的建筑用或車(chē)用太陽(yáng)膜是非常有應(yīng)用價(jià)值和實(shí)際意義的。現(xiàn)今市場(chǎng)上的太陽(yáng)膜，一般是采用沉積或?yàn)R射的方法在聚合物薄膜或直接在玻璃上沉積制備的一層或多層金屬或金屬氧化物，主要利用金屬膜或金屬氧化物膜對(duì)紅外線進(jìn)行吸收和反射。但由于這種方法所需設(shè)備復(fù)雜昂貴，而且填充的金屬及金屬氧化物的成本也不低廉，所以制備低成本且性能優(yōu)良的太陽(yáng)膜成為一種需求。本項(xiàng)目采用價(jià)廉易得的炭黑作為填充物，與聚合物復(fù)合制備太陽(yáng)膜。炭黑作為一種典型的吸光物質(zhì)，對(duì)紫外線和紅外線有很強(qiáng)的吸收特性，但炭黑易團(tuán)聚，在聚合物基體中不易分散，造成薄膜不同區(qū)域可見(jiàn)光和紫外線及紅外線的透過(guò)率差異很大，另外炭黑粒子的分布不均，也會(huì)造成成膜性能差，薄膜韌性不能達(dá)到應(yīng)用要求。本項(xiàng)目首先通過(guò)對(duì)炭黑進(jìn)行改性，改善其在聚合物基體中的分散，并使改性炭黑粒子的尺寸遠(yuǎn)小于可見(jiàn)光的波長(zhǎng)，粒子和基體的折射率盡量匹配，從而減小粒子填充的體積份數(shù)。炭黑經(jīng)過(guò)改性后，其填充的聚合物復(fù)合薄膜將具有較好的透明性，同時(shí)又能在一定程度保持對(duì)紫外線和紅外線的強(qiáng)吸收特性,使這種復(fù)合薄膜作為太陽(yáng)膜使用成為一種可能。本項(xiàng)目詳細(xì)研究了改性炭黑在基體中的分散狀況，并對(duì)復(fù)合薄膜的光學(xué)特性進(jìn)行了重點(diǎn)研究, 解決可見(jiàn)光透過(guò)率與紅外線阻隔這一對(duì)矛盾，從而制備符合太陽(yáng)膜性能要求的新型復(fù)合薄膜。另外，制備復(fù)合薄膜的方法簡(jiǎn)單，操作時(shí)無(wú)需復(fù)雜昂貴的設(shè)備，因此應(yīng)用前景廣闊。

聚合物多孔材料在高技術(shù)領(lǐng)域有可觀的應(yīng)用前景，如作為有機(jī)合成催化劑載體、生物組織工程支架等。通過(guò)高內(nèi)相乳液模板法（HIPEs）制備的聚合物多孔材料具有孔徑和孔容積可調(diào)等優(yōu)點(diǎn)，是極具工業(yè)價(jià)值的一種技術(shù)。但前人的工作都基于乳液經(jīng)典理論：Bancroft規(guī)則即水包油型的乳液只能采用水溶性的乳化劑，油包水型的乳液只能采用油溶性的乳化劑，這嚴(yán)重限制了以高內(nèi)相乳液為模板制成的聚合物多孔材料的直接應(yīng)用，迫使其在使用前必須經(jīng)由復(fù)雜的表面功能化；且傳統(tǒng)方法在制備穩(wěn)定高內(nèi)相乳液時(shí)，乳化劑占有機(jī)相5-70 wt%，大大增加了高內(nèi)相乳液制備成本，并造成環(huán)境污染。本項(xiàng)目以一步法制備功能化聚合物多孔材料及降低HIPEs制備過(guò)程乳化劑用量為技術(shù)特點(diǎn)，以僅占有機(jī)相0.8 wt% 的水溶性乳化劑為穩(wěn)定劑，獲得穩(wěn)定的、水相體積分?jǐn)?shù)達(dá)96.3vol% 的油包水型高內(nèi)相乳液，并聚合得到功能化聚苯乙烯-二乙烯基苯基多孔材料。該多孔材料已成功地用作有機(jī)合成的微反應(yīng)器和催化劑載體，避免了高毒性有機(jī)錫類(lèi)催化劑的使用，為聚合物多孔材料在綠色化學(xué)工業(yè)中直接應(yīng)用提供新的途徑。

中試階段/n我國(guó)生產(chǎn)的蒙脫石粘土礦物產(chǎn)品的五分之四用在鑄造、冶金球團(tuán)、鉆井造漿、油脂脫色等應(yīng)用領(lǐng)域，產(chǎn)品用途單一，結(jié)構(gòu)單一不能系列化、產(chǎn)品科技含量低、產(chǎn)品附加值低。而高吸水性蒙脫石聚合物與之不同的是:它是更高一個(gè)層面──有機(jī)、無(wú)機(jī)交叉應(yīng)用領(lǐng)域二者“結(jié)合”的產(chǎn)物, 它兼有二者的物化特性,不僅提高了產(chǎn)品的科技含量而且拓展了蒙脫石類(lèi)產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域。此聚合物實(shí)質(zhì)上基于蒙脫石層間K+、Na+、Ca2+、Mg2+等離子的交換性及層間的間距可擴(kuò)張性,通過(guò)交聯(lián)劑實(shí)施有機(jī)母膠液對(duì)蒙脫石礦粉的穿插、交聯(lián)聚合,形成有機(jī)、無(wú)機(jī)互補(bǔ)性強(qiáng)的高吸水聚合物。(1) 聚合物特性及性能：此聚合物有: ①高吸水,每克干聚合物(粒、粉)對(duì)自來(lái)水的吸水倍率可達(dá)55ml─300ml∕g ; ②吸水體有一定強(qiáng)度、不粘手; ③具有較好的持水、釋水特性, 吸水體在外力作用下只改變形態(tài)而不會(huì)放出水分,但在太陽(yáng)底下涼曬會(huì)隨著空氣濕度變化放出或吸收水分; ③ 蒙脫石結(jié)構(gòu)未遭到破壞仍保持其陽(yáng)離子交換特性; ④ 聚合物干燥后再吸水仍保持原吸水能力,可反復(fù)使用之等性能；(2) 聚合物的用途：此材料可用作: ① 農(nóng)用節(jié)水保墑; ② 載體材料; ③干燥劑; ④油水分離材料; ⑤污泥固化材料; ⑥防滲堵漏材料; ⑦沙漠治理等材料。用途十分廣泛。

本發(fā)明高性能聚合物水泥基自流平材料是根據(jù)現(xiàn)代工程發(fā)展需求發(fā)展而研制出的一 種新型地面材料。具有施工簡(jiǎn)便、流平差異小、無(wú)收縮、強(qiáng)度高的特點(diǎn)。聚合物水泥基 自流平材料具有優(yōu)異的流動(dòng)性，流動(dòng)度 220mm 左右，可以在自重作用下自流平，具有良 好的穩(wěn)定性，具有薄層(3—5mm)，抗壓、抗折強(qiáng)度高，與基礎(chǔ)層粘結(jié)牢固，施工方便， 快速等特點(diǎn)．該材料配制方便，不需提搗，抹壓地面即可獲得平整光潔的地面，是一種 具有應(yīng)用前景的新型材料。適用于混凝土（砂漿）及各種磚、石的樓、地面上做平整度 要求較高的地坪，亦可用作結(jié)構(gòu)堅(jiān)實(shí)的基面找平和修補(bǔ)，無(wú)需抹光，即可直接使用；也 可直接在其表面進(jìn)行鋪貼飾面等施工。本品無(wú)毒，加水拌和即可使用，屬環(huán)保型產(chǎn)品。 本發(fā)明的聚合物水泥基自流平材料可廣泛用于地面自流找平，二次地面的基層找平， 地面終飾層的自流找平以及舊地面、起砂地面及施工不合格地面修補(bǔ)等工程。

中試階段/n利用多孔聚合物易于合成、密度低、比表面積高等特點(diǎn)，通過(guò)引入 吸附氫活性點(diǎn)，大幅度提高目前聚合物的儲(chǔ)氫能力，從而滿足氫能源動(dòng) 力汽車(chē)的使用要求。獲得高表面積（≥3000 m2/g）超交聯(lián)多孔聚合物的 制備工藝，儲(chǔ)氫性能達(dá)到 5.0 wt%，77 K@15 bar; 3.0 wt%, 77 K@ 1bar， 并實(shí)現(xiàn)在 20 MPa 下高效儲(chǔ)氫，該儲(chǔ)氫材料在同等條件下相比目前已實(shí)際 應(yīng)用的儲(chǔ)氫材料更安全；得到更低成本的儲(chǔ)氫材料，實(shí)現(xiàn)成本控制在已 經(jīng)實(shí)際應(yīng)用的碳纖維材料 70%的水平；首次實(shí)現(xiàn)超

先進(jìn)聚合物材料研究所建于1999年10月18日。研究所以黃培教授為技術(shù)帶頭人，擁有一批高水平的科研隊(duì)伍，參與研究工作的教授、博士及研究生二十余人，研究所的主要特點(diǎn)是產(chǎn)、學(xué)、研相結(jié)合，在基礎(chǔ)性研究、應(yīng)用研究、高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化等不同層次上開(kāi)展科研工作。先后參加國(guó)家"863"項(xiàng)目、國(guó)家科委"九五"攻關(guān)項(xiàng)目的研究工作，承擔(dān)完成國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目、**和化工應(yīng)用課題多項(xiàng)。研究所主要突出以單體合成、聚合、復(fù)合材料、結(jié)晶等具有明顯優(yōu)勢(shì)的學(xué)科領(lǐng)域的綜合集成開(kāi)展研究工作。目前主要研究對(duì)象主要為以聚酰亞胺為代表的一系列功能高分子材料。聚酰亞胺（PI）是指分子主鏈中含有酰亞胺基的一類(lèi)高分子聚合物。近年來(lái)聚酰亞胺以其優(yōu)異的機(jī)械性能、電性能、耐輻射性能和耐熱性能越來(lái)越受到人們的重視，它在航空航天、電氣、通訊和汽車(chē)等行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用。然而熱固性聚酰亞胺不溶解、不熔融，加工成型困難，限制了其應(yīng)用范圍，因此合成熱塑性的PI，進(jìn)一步制備聚酰亞胺復(fù)合材料，擴(kuò)大應(yīng)用面是當(dāng)前聚酰亞胺研究和開(kāi)發(fā)的主要趨勢(shì)。熱塑性聚酰亞胺（TPI）作為一種高性能工程塑料，不僅具有優(yōu)異的耐熱、力學(xué)、介電、耐腐蝕及抗輻射等性能，還表現(xiàn)出卓越的熱加工特性，可采用熱模壓、擠出和注射方法成型。在特定場(chǎng)合下為一種替代金屬、陶瓷、熱固性樹(shù)脂、低溫?zé)崴苄运芰虾痛蠖鄶?shù)難加工聚酰亞胺的理想材料。聚酰亞胺的單體合成是以苯酐為基礎(chǔ)原料，通過(guò)酰基化、硝化、縮合、水解酸化、脫水等一系列步驟得到二胺，該合成路線原料來(lái)源充足，工藝簡(jiǎn)單，產(chǎn)物純凈，產(chǎn)率高，易于純化，三廢少，具有很好的工業(yè)化價(jià)值。聚酰亞胺的聚合是以二酐和二胺通過(guò)溶液聚合，再分別通過(guò)化學(xué)環(huán)化或熱環(huán)化得到聚酰亞胺樹(shù)脂。聚酰亞胺樹(shù)脂與碳纖維、玻璃纖維、聚四氟乙烯、石墨等復(fù)合，可顯著提高材料的力學(xué)強(qiáng)度和自潤(rùn)滑耐磨等性能。研究所以自主研發(fā)高性能熱塑性聚酰亞胺及其復(fù)合材料作為研究對(duì)象，系統(tǒng)考察復(fù)合材料摩擦磨損性能，重點(diǎn)研究各種填料改性材料在不同工況體條件摩擦磨損行為，深入了解填料對(duì)其摩擦性能影響機(jī)理，從而達(dá)到材料摩擦性能設(shè)計(jì)的長(zhǎng)期目標(biāo)。利用有限元技術(shù)建立過(guò)程物理及數(shù)學(xué)模型，對(duì)滑動(dòng)摩擦過(guò)程中的溫度分布進(jìn)行模擬計(jì)算，取得了較好的模擬結(jié)果。通過(guò)摩擦表面微觀形貌觀察，可了解摩擦磨損機(jī)理。前期的研究結(jié)果已運(yùn)用于滑片式壓縮機(jī)的滑片、汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)活塞環(huán)等產(chǎn)品形式，為應(yīng)用提供指導(dǎo)。研究所擁有一批先進(jìn)的分析測(cè)試儀器：熱機(jī)械分析儀、差示掃描量熱儀、高效液相色譜儀、凝膠色譜、紅外分析儀、微機(jī)控制電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)、摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)，可對(duì)合成的單體、聚合物、復(fù)合材料進(jìn)行全面的性能測(cè)試。

大容量技術(shù)：采用疊片工藝、固態(tài)技術(shù)，目前可批量生產(chǎn)全球最大的 1500 安時(shí)單片電芯。 高比能量技術(shù)：能量最高達(dá) 370Wh/kg， 在實(shí)用鋰離子電池當(dāng)中，最球最高，提前達(dá)國(guó)家 2025 年的能量目標(biāo)。 超低溫放電技術(shù)：最低放電溫度達(dá)－70℃，充電溫度達(dá)－ 40℃，低溫倍率放電在－40℃能 8C 放電，全球領(lǐng)先。 超高倍率技術(shù)：電池倍率達(dá) 180C 后仍能放出 80%的電量， 全球領(lǐng)先 。