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聚乙烯醇（PVA）可由非石油路線工業(yè)化規(guī)模制備，綜合性能優(yōu)良，具有作為新型塑料的潛質(zhì)。但PVA多羥基強(qiáng)氫鍵特性使其熔點(diǎn)（226℃）與分解溫度（220-250℃）接近，難以熱塑加工，工業(yè)應(yīng)用主要基于溶液法，僅能制備薄膜、纖維等低維制品或用作助、輔材料如粘結(jié)劑、分散劑、乳化劑等，限制了其應(yīng)用。 針對(duì)PVA熱塑加工的世界性難題，本成果根據(jù)超分子科學(xué)原理，通過(guò)分子復(fù)合和增塑，破壞PVA自身分子內(nèi)和分子間氫鍵，在分子水平上控制PVA的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)，限制其結(jié)晶，降低其熔點(diǎn)，得到PVA熱塑加工窗口，建立了如下PVA熱塑加工新技術(shù)： 熔融紡絲：通過(guò)熔融紡絲制備截面圓形或異形、結(jié)構(gòu)均勻的PVA初生纖維，經(jīng)多級(jí)拉伸、干燥、熱定型制備高性能PVA纖維； 熱塑成膜：采用新型增塑劑增塑PVA，通過(guò)吹塑成膜、雙向拉伸成膜或熱壓成膜制備力學(xué)性能和阻隔性能優(yōu)異的PVA薄膜； 吹塑成型：采用中空吹塑成型獲得力學(xué)性和阻隔性能優(yōu)異的PVA中空容器； 熔融擠出發(fā)泡、模壓發(fā)泡：以水為主增塑劑兼物理發(fā)泡劑，經(jīng)熔融擠出連續(xù)發(fā)泡和模壓發(fā)泡制備高發(fā)泡倍率的PVA泡沫材料。 主要技術(shù)指標(biāo)： 熔紡PVA纖維：強(qiáng)度≥10cN/dtex，單纖纖度5-650dtex，模量≥300dtex； PVA吹塑薄膜：拉伸強(qiáng)度≥40MPa（干態(tài)）； PVA中空容器：力學(xué)性能>30MPa，對(duì)汽油阻隔性是PP、HDPE、PET的數(shù)十倍，維卡軟化點(diǎn)>100℃，可以滿足熱灌裝和高溫消毒需要； PVA泡沫材料：具強(qiáng)極性，具有板材、片材、薄膜、珠粒、塊體等多種形態(tài)，作為重金屬粒子和有機(jī)污染物的吸附、過(guò)濾分離材料使用時(shí)具有快速吸附、易解吸附和可反復(fù)沖洗的特點(diǎn)。

1、項(xiàng)目簡(jiǎn)介 聚乙烯醇(PVA)是一種綜合性能優(yōu)異的水溶性高分子材料，可由非石油路線 大規(guī)模生產(chǎn)，價(jià)格低廉，其氣體阻隔性能出眾。然而，由于 PVA 高分子鏈相鄰羥 基間易形成大量的分子內(nèi)和分子間氫鍵，使其熱分解溫度（200-250℃）與熔點(diǎn) （226℃）接近，熔融時(shí)即發(fā)生熱分解，因而難以熱塑加工。為實(shí)現(xiàn) PVA 的熱塑 加工，通常采用增塑等改性方法，改善熔融加工性能。然而，大量的增塑劑能導(dǎo) 致 PVA 綜合性能（尤其是阻隔性能）明顯下降，同時(shí)增塑劑遷移會(huì)引起污染接觸物等問(wèn)題，不能用于食品包裝。 本技術(shù)僅添加少量的大分子改性劑（<10wt%），實(shí)現(xiàn) PVA 的熱塑加工。該技 術(shù)制備的 PVA 阻隔性能穩(wěn)定，力學(xué)性能提高，無(wú)小分子遷移物，可以與其他塑料 進(jìn)行熔融擠出制備高阻隔復(fù)合薄膜。 2、創(chuàng)新要點(diǎn) 該技術(shù)所加的改性劑量較少，對(duì)性能影響不大； 該技術(shù)所加為大分子改性劑，不會(huì)引起遷移等問(wèn)題。

聚乙烯醇(PVA)是一種綜合性能優(yōu)異的水溶性高分子材料，可由非石油路線大規(guī)模生產(chǎn)，價(jià)格低廉，其氣體阻隔性能出眾。然而，由于 PVA 高分子鏈相鄰羥基間易形成大量的分子內(nèi)和分子間氫鍵，使其熱分解溫度（200-250℃）與熔點(diǎn)（226℃）接近，熔融時(shí)即發(fā)生熱分解，因而難以熱塑加工。為實(shí)現(xiàn) PVA 的熱塑加工，通常采用增塑等改性方法，改善熔融加工性能。然而，大量的增塑劑能導(dǎo)致 PVA 綜合性能（尤其是阻隔性能）明顯下降，同時(shí)增塑劑遷移會(huì)引起污染接觸物等問(wèn)題，不能用于食品包裝。 本技術(shù)僅添加少量的大分子改性劑（<10wt%），實(shí)現(xiàn) PVA 的熱塑加工。該技術(shù)制備的 PVA 阻隔性能穩(wěn)定，力學(xué)性能提高，無(wú)小分子遷移物，可以與其他塑料進(jìn)行熔融擠出制備高阻隔復(fù)合薄膜。

隨著合成纖維在人們?nèi)粘Ｉ钪械玫皆絹?lái)越廣泛的應(yīng)用，由合成纖維引發(fā)的火災(zāi)事故也日益得到人們的重視。據(jù)統(tǒng)計(jì)由紡織品所引起的火災(zāi)事故已占總火災(zāi)事故的37.5%，成為火災(zāi)事故的主要起源，因此阻燃纖維成為化纖行業(yè)的研究和發(fā)展的重要方向。隨著人民生活水平的提高，對(duì)阻燃纖維和紡織品的要求也日趨嚴(yán)格，傳統(tǒng)的含鹵阻燃纖維和織物將會(huì)受到越來(lái)越嚴(yán)格的限制。從阻燃纖維的應(yīng)用市場(chǎng)來(lái)看，無(wú)鹵化、低毒化、不熔滴、耐久化、低煙、低成本將是阻燃纖維的發(fā)展趨勢(shì)。 三聚氰胺甲醛(MF)纖維又稱密胺纖維，它主要是以三聚氰胺

北京科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院生物醫(yī)用材料研究室研制開發(fā)的半晶聚乙烯醇水凝膠彈性體是一種新型醫(yī)用生物材料，可用于人關(guān)節(jié)軟骨的修復(fù)或替代。本項(xiàng)目成果屬國(guó)內(nèi)外首創(chuàng)，其應(yīng)用和推廣不但會(huì)產(chǎn)生100萬(wàn)元／年的經(jīng)濟(jì)效益，而且能帶來(lái)巨大的社會(huì)效益。利用反復(fù)冷凍－融化法可將聚乙烯醇（Polyvinyl alcohol，縮寫PVA）水溶液凝膠化而制成聚乙烯醇水凝膠彈性體（PVA hydrogel elastomers, 縮寫PVAHE），由于其PVA結(jié)晶度為50％－60％，因此又稱為半晶聚乙烯醇水凝膠彈性體。1998年以來(lái)，這種人工關(guān)節(jié)軟骨材料通過(guò)三次動(dòng)物實(shí)驗(yàn)（共19個(gè)月）表明生物相容性很好，植入材料（PVAHE）周圍組織未產(chǎn)生任何炎性反應(yīng)和退變。2000年6月至2001年10月曾在中國(guó)藥品生物制品檢定所動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行PVAHE生物學(xué)評(píng)價(jià)并通過(guò)產(chǎn)品注冊(cè)檢測(cè)。目前，已達(dá)到臨床應(yīng)用的水平。從1996年以來(lái)，本項(xiàng)目的研究和研制開發(fā)工作是在北京市自然科學(xué)基金（3962006）、國(guó)家自然科學(xué)基金（59775038）和北京市科技項(xiàng)目合同（954020400）資助下歷時(shí)5年完成的。多年實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)和動(dòng)物試驗(yàn)表明，半晶聚乙烯醇水凝膠彈性體是一種很有產(chǎn)業(yè)化前景的醫(yī)用表面修復(fù)材料，它具有以下特點(diǎn)：（1）潤(rùn)滑性能良好（摩擦系數(shù)0.05，磨損系數(shù)小于10-7mm3/Nm）;（2）充分的吸震能力（含水率70％－80％，多微孔）；（3）很好的生物相客性；（4）彈性大，強(qiáng)度高（壓縮模量14MPa，壓縮強(qiáng)度4MPa）；（5）能與宿主骨（軟骨下骨）牢固連接（界面剪切強(qiáng)度1MPa）。 半晶聚乙烯醇水凝膠彈性體的結(jié)構(gòu)和性能非常接近于人關(guān)節(jié)軟骨，其主要用途是在矯形外科手術(shù)中用于修復(fù)或替代關(guān)節(jié)軟骨。典型產(chǎn)品為厚度2~3mm的平板狀水凝膠彈性體（白色、不透明、觸感類似于橡膠）。

開發(fā)使用綠色的纖維素基材料和一些可降解的合成高分子，可以緩解“白色污染”與“能源危機(jī)”，這符合我國(guó)提出的節(jié)能減排、低碳經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，擁有良好的發(fā)展前景。江南大學(xué)綠色功能復(fù)合材料實(shí)驗(yàn)室白繪宇副教授利用聚乙烯醇/纖維素體系環(huán)保廉價(jià)的優(yōu)點(diǎn)，并對(duì)該體系進(jìn)行簡(jiǎn)單快捷的光敏改性，制備出了具有阻水性能的聚乙烯醇/微纖化纖維素包裝膜材料，和具有吸附性能，敏感性能以及膠粘性能的聚乙烯醇/納米晶纖維素水凝膠材料。這些發(fā)明賦予聚乙烯醇以及纖維素等材料新的功能性，拓寬了聚乙烯醇以及纖維素的運(yùn)用領(lǐng)域。 

本發(fā)明涉及一種鈮酸鈉鉀基無(wú)鉛壓電陶瓷-聚乙烯醇(PVA)壓電復(fù)合材料及其制備 方法。該方法按通式(1-x)(LiaNabK1-a-b)(Nb1-cSbc)O3-xABO3-yM組分配料，以分析純無(wú)水 碳酸鹽或氧化物為原料，用傳統(tǒng)陶瓷制備工藝制得陶瓷粉末；將陶瓷粉末與聚乙烯醇按 體積比5/90～95/5的比例配成混合粉料后加入去離子水，再加熱使PVA溶解；然后超聲分 散，將混合粉料烘干后經(jīng)壓片機(jī)冷壓成型，再用馬弗爐加溫處理，最后在其表面濺射金 屬電極，經(jīng)硅油浴極化，即制得鈮酸鈉鉀基無(wú)鉛壓電陶瓷-聚乙烯醇?jí)弘姀?fù)合材料。該 壓電復(fù)合材料為純鈣鈦礦晶相，無(wú)雜相；且具有良好的壓電性能與介電性能。

傳統(tǒng)的聚乙烯醇制備工藝為在甲醇中的溶液聚合法，根據(jù)聚合度的不同要求，調(diào)整引發(fā)劑及甲醇配比，可以獲得從300-2600左右聚合度的聚乙烯醇。對(duì)應(yīng)更高聚合度的聚乙烯醇，如超過(guò)3000以上，溶液聚合方法基本無(wú)法實(shí)現(xiàn)。因?yàn)殡S著聚合度的提高，體系粘度太高，存在散熱及輸送困難，轉(zhuǎn)化率難以提高，因此高聚合度聚乙烯醇只能采用其他聚合方法實(shí)現(xiàn)。本課題組成功開發(fā)了無(wú)皂乳液聚合制備高聚合度聚乙烯醇的方法。其基本原理為在較低的溫度下（低于30度），不添加乳化劑，采用氧化還原引發(fā)體系，成功實(shí)現(xiàn)了醋酸乙烯單體的無(wú)皂乳液聚合。做成的乳液非常穩(wěn)定，粒子較細(xì)，攪拌桿上無(wú)殘留物。仍然需要添加少量破乳劑，讓粒子迅速聚并沉淀，然后過(guò)濾，洗滌，干燥，得到聚醋酸乙烯酯。在將聚合物溶解在甲醇中，經(jīng)常規(guī)醇解，得到聚乙烯醇。 主要技術(shù)指標(biāo)： 該聚合方法的優(yōu)點(diǎn)：不添加乳化劑，聚合物純度高，無(wú)雜質(zhì)引入。固體含量可以在30-45%之間，反應(yīng)過(guò)程平穩(wěn)，聚合速度快，在3-5小時(shí)聚合完成，聚合轉(zhuǎn)化率可以達(dá)到99%以上。采用同樣的方法可以獲得不同聚合度的聚乙烯醇，根據(jù)GPC及粘度測(cè)試對(duì)比，聚合度最高可以達(dá)到6000。 聚合溫度低，能耗低。項(xiàng)目目前在研制階段，成果權(quán)屬為我校獨(dú)自擁有。

成果描述：聚乙烯醇縮丁醛樹脂（Polyvinyl Butyral，簡(jiǎn)稱PVB），是由聚乙烯醇樹脂（PVA）在催化劑存在下和正丁醛進(jìn)行縮聚反應(yīng)得到功能性樹脂。 聚乙烯醇縮丁醛樹脂分為低粘和高粘兩類，低粘度PVB主要用于制備一般的薄膜、粘結(jié)劑、涂料、紙張?zhí)幚?、陶瓷等領(lǐng)域；高粘聚乙烯醇縮丁醛樹脂PVB主要用于汽車、飛機(jī)、高層建筑玻璃幕墻、潛艇等用安全玻璃的夾層材料，可以在保持良好透光性的前提下提高安全玻璃的抗沖擊性性能。 本成果在高品質(zhì)PVB樹脂的合成技術(shù)的研究開發(fā)上進(jìn)行了卓有成效的工作，應(yīng)用新型高效混合剪切反應(yīng)技術(shù)、洗液/濾液循環(huán)利用技術(shù)、無(wú)乳縮醛化反應(yīng)技術(shù)和新型高效強(qiáng)制外循環(huán)縮醛化反應(yīng)器成功地解決了現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)PVB樹脂普遍存在的問(wèn)題，改善了高分子鏈條微觀結(jié)構(gòu)，避免高分子鏈條間的交聯(lián)，使縮醛度更高更均勻，由此樹脂制得的膜片具有高透光率和低霧度等光學(xué)性能，完全可以滿足安全玻璃中間膜的需要。 同時(shí)，該技術(shù)成果避免了傳統(tǒng)工藝上的低溫反應(yīng)，可以使初始反應(yīng)溫度從20℃開始，避免了使用冷凍帶來(lái)的高能耗。且工藝過(guò)程大大提高了丁醛利用率，降低了生產(chǎn)成本，適合工業(yè)化轉(zhuǎn)化。市場(chǎng)前景分析：聚乙烯醇縮丁醛樹脂分為低粘和高粘兩類，低粘度PVB主要用于制備一般的薄膜、粘結(jié)劑、涂料、紙張?zhí)幚怼⑻沾傻阮I(lǐng)域；高粘聚乙烯醇縮丁醛樹脂PVB主要用于汽車、飛機(jī)、高層建筑玻璃幕墻、潛艇等用安全玻璃的夾層材料，可以在保持良好透光性的前提下提高安全玻璃的抗沖擊性性能。 目前，世界上生產(chǎn)高品質(zhì)聚乙烯醇縮丁醛樹脂的公司主要集中在美國(guó)、日本和西歐等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)， 主要是美國(guó)首諾公司( SOLUTION) 、杜邦公司(DUPONT) 、日本積水化學(xué)工業(yè)公司( SEKESUI) 和德國(guó)佳氏福公司( TROSIFOL) 。 我國(guó)聚乙烯醇縮丁醛樹脂及膜片的生產(chǎn)企業(yè)大概有十余家，樹脂總生產(chǎn)能力達(dá)到40000噸/年，膜片總生產(chǎn)能力達(dá)到35000噸/年。但其中低粘度聚乙烯醇縮丁醛樹脂占80%以上，安全玻璃用高粘度產(chǎn)品（包括回收國(guó)外廢PVB料）不到10%，且品質(zhì)和國(guó)外相比還存在較大差距，主要表現(xiàn)在：顏色發(fā)黃、酸值偏高、縮醛度較低（國(guó)內(nèi)一般70%以下，國(guó)外可以達(dá)到80%以上），透明度、霧度和柔軟性較差等等，每年需要直接從國(guó)外進(jìn)口高粘度高品質(zhì)的PVB樹脂和膜片，以滿足國(guó)內(nèi)汽車工業(yè)和建筑工業(yè)的發(fā)展所需。 對(duì)于國(guó)內(nèi)需求量來(lái)說(shuō)，現(xiàn)在低端產(chǎn)品市場(chǎng)已趨于飽和，但中高端產(chǎn)品市場(chǎng)仍供不應(yīng)求，許多高端產(chǎn)品仍需從國(guó)外大量進(jìn)口。目前國(guó)內(nèi)僅汽車工業(yè)對(duì)安全玻璃用的高粘度聚乙烯醇縮丁醛樹脂需求在1.5萬(wàn)噸/年，且年增長(zhǎng)率大約在15%-20%左右，市場(chǎng)發(fā)展前景廣闊。與同類成果相比的優(yōu)勢(shì)分析：以500噸/年的規(guī)模計(jì)算，該項(xiàng)目的投資額大致在1300萬(wàn)元左右（其中100萬(wàn)元為流動(dòng)資金）。據(jù)可行性分析計(jì)算，聚乙烯醇縮丁醛樹脂的直接生產(chǎn)成本為1.43萬(wàn)元/噸，車間成本為2.046萬(wàn)元/噸，工廠成本為2.68萬(wàn)元/噸，銷售成本為2.71萬(wàn)元/噸。現(xiàn)目前該產(chǎn)品的市場(chǎng)售價(jià)為3.3萬(wàn)元/噸。企業(yè)的年純利潤(rùn)為220.76萬(wàn)元，凈投資收益率為16.98%。 國(guó)際先進(jìn)。

聚合物／蒙脫土納米復(fù)合材料是近年來(lái)新材料和功能材料領(lǐng)域中研究的熱點(diǎn)之一。氯化聚 乙烯 (CPE) ，是由聚乙烯 (PE) 與氯氣進(jìn)行取代反應(yīng)，經(jīng)化學(xué)改性而得到的一種新型材料。其 結(jié)構(gòu)飽和，無(wú)雙鍵，分子穩(wěn)定，具有良好的耐油、耐臭氧、耐熱氧老化、耐腐蝕、耐燃、耐細(xì) 菌和微生物作用、耐候性等性能。為了擴(kuò)大氯化聚乙烯在橡膠與彈性體兩個(gè)方面的應(yīng)用，研制 氯化聚乙烯橡膠CM/蒙脫土納米復(fù)合材料。 本項(xiàng)目通過(guò)蒙脫土在氯化聚乙烯中的復(fù)合應(yīng)用，提高其使用性能，擴(kuò)大其應(yīng)用領(lǐng)域。創(chuàng)新 點(diǎn)在于通過(guò)熔融插層的方法來(lái)制備一種綜合性能優(yōu)良，加工條件容易的氯化聚乙烯CM橡膠/蒙 脫土納米復(fù)合材料。對(duì)納米復(fù)合材料的相結(jié)構(gòu)形態(tài)的表征，在準(zhǔn)確地表征聚合物／蒙脫土納米 復(fù)合材料的各種精細(xì)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)對(duì)聚合物／蒙脫土納米復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的有效控制，從 而可按性能要求來(lái)設(shè)計(jì)和制備納米復(fù)合材料。根據(jù)氯化聚乙烯特定的分子結(jié)構(gòu)，選擇合適的處 理劑和合適的工藝條件，篩選出合適的體系。