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碳纖維增強(qiáng)碳化硅陶瓷基復(fù)合材料耐腐蝕、耐高溫、耐磨損、韌性高，能夠廣泛用于能源、交通、化工等領(lǐng)域的關(guān)鍵部件，比如摩擦制動(dòng)材料、耐化學(xué)腐蝕葉片等。

        研發(fā)團(tuán)隊(duì)針對(duì)NASICON型結(jié)構(gòu)鈉離子電池正極材料面臨的瓶頸問(wèn)題，通過(guò)新穎的合成方法和材料晶體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念，成功開(kāi)發(fā)了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的長(zhǎng)壽命、高功率和低成本的鈉離子電池及其超穩(wěn)定的正極材料。材料合成方法簡(jiǎn)單，反應(yīng)條件溫和，不需要特殊設(shè)備，目前已完成實(shí)驗(yàn)室中試，具備了公斤級(jí)的制備能力。成果具有高的振實(shí)密度，可實(shí)現(xiàn)高體積能量密度，具有非常優(yōu)秀的實(shí)用化潛力。         意向開(kāi)展成果轉(zhuǎn)化的前提條件：中試放大及產(chǎn)業(yè)化工藝開(kāi)發(fā)資金支持

針對(duì)現(xiàn)有血液凈化材料的血液相容性不理想、臨床使用時(shí)需不斷加入抗凝劑這一 問(wèn)題，提出類(lèi)肝素自抗凝血的全新思路和方法，實(shí)現(xiàn)了聚醚砜表面類(lèi)肝素化，從而提高其血液相容性，設(shè)計(jì)研發(fā)的類(lèi)肝素抗凝膜及體外抗凝裝置,拓展了血液吸附材料在尿毒癥以外的多種疾病中應(yīng)用。 此外，國(guó)產(chǎn)品牌血液透析器生產(chǎn)線現(xiàn)已投產(chǎn)，其性能完全媲美進(jìn)口高價(jià)的FILATECH生產(chǎn)線,降低了國(guó)產(chǎn)透析器的生產(chǎn)成本，迫使國(guó)外血液透析器產(chǎn)品連續(xù)幾次大幅度降低價(jià)格，從20多年前的每個(gè)透析器上千元人民幣降低到目前的120元人民幣左右，極大程度地降低了醫(yī)療成本和治療費(fèi)用，使我國(guó)腎衰竭患者的治療率不斷提升。在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)第二代(高通量)血液透析器產(chǎn)業(yè)化，累計(jì)銷(xiāo)售量800余萬(wàn)支，直接經(jīng)濟(jì)效益達(dá)13.1億元，打破了國(guó)外壟斷。在國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃支持下，現(xiàn)已研發(fā)出便攜式人工腎的第一代原型機(jī)，并正推進(jìn)新一代佩戴式人工腎所需要材料和關(guān)鍵加工技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化。 高通量聚醚砜中空纖維膜血液透析器 血液透析是一種有效治療腎衰竭的醫(yī)療手段并已廣泛應(yīng)用于臨床治療。采用“相轉(zhuǎn)化”原理，利用“干噴濕紡”的紡絲工藝紡制出具有類(lèi)肝素結(jié)構(gòu)及良好血液相容性的聚醚砜中空纖維膜并成功實(shí)現(xiàn)了透析器產(chǎn)品的國(guó)產(chǎn)化與規(guī)模化；臨床治療效果顯著，安全性高。從原料、生產(chǎn)設(shè)備、關(guān)鍵工藝技術(shù)到透析器產(chǎn)業(yè)鏈國(guó)產(chǎn)化等方面突破了目前領(lǐng)域的卡脖子問(wèn)題，降低生產(chǎn)成本并推動(dòng)了國(guó)產(chǎn)血液透析器行業(yè)的發(fā)展與轉(zhuǎn)變。 中空纖維膜血液透析器 原材料   提出類(lèi)肝素結(jié)構(gòu)血液凈化膜概念 研制出優(yōu)異血液相容性的聚醚砜中空纖維膜

項(xiàng)目成果/簡(jiǎn)介: 針對(duì)現(xiàn)有血液凈化材料的血液相容性不理想、臨床使用時(shí)需不斷加入抗凝劑這一 問(wèn)題，提出類(lèi)肝素自抗凝血的全新思路和方法，實(shí)現(xiàn)了聚醚砜表面類(lèi)肝素化，從而提高其血液相容性，設(shè)計(jì)研發(fā)的類(lèi)肝素抗凝膜及體外抗凝裝置,拓展了血液吸附材料在尿毒癥以外的多種疾病中應(yīng)用。 此外，國(guó)產(chǎn)品牌血液透析器生產(chǎn)線現(xiàn)已投產(chǎn)，其性能完全媲美進(jìn)口高價(jià)的FILATECH生產(chǎn)線,降低了國(guó)產(chǎn)透析器的生產(chǎn)成本，迫使國(guó)外血液透析器產(chǎn)品連續(xù)幾次大幅度降低價(jià)格，從20多年前的每個(gè)透析器上千元人民幣降低到目前的120元人民幣左右，極大程度地降低了醫(yī)療成本和治療費(fèi)用，使我國(guó)腎衰竭患者的治療率不斷提升。在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)第二代(高通量)血液透析器產(chǎn)業(yè)化，累計(jì)銷(xiāo)售量800余萬(wàn)支，直接經(jīng)濟(jì)效益達(dá)13.1億元，打破了國(guó)外壟斷。在國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃支持下，現(xiàn)已研發(fā)出便攜式人工腎的第一代原型機(jī)，并正推進(jìn)新一代佩戴式人工腎所需要材料和關(guān)鍵加工技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化。 高通量聚醚砜中空纖維膜血液透析器 血液透析是一種有效治療腎衰竭的醫(yī)療手段并已廣泛應(yīng)用于臨床治療。采用“相轉(zhuǎn)化”原理，利用“干噴濕紡”的紡絲工藝紡制出具有類(lèi)肝素結(jié)構(gòu)及良好血液相容性的聚醚砜中空纖維膜并成功實(shí)現(xiàn)了透析器產(chǎn)品的國(guó)產(chǎn)化與規(guī)模化；臨床治療效果顯著，安全性高。從原料、生產(chǎn)設(shè)備、關(guān)鍵工藝技術(shù)到透析器產(chǎn)業(yè)鏈國(guó)產(chǎn)化等方面突破了目前領(lǐng)域的卡脖子問(wèn)題，降低生產(chǎn)成本并推動(dòng)了國(guó)產(chǎn)血液透析器行業(yè)的發(fā)展與轉(zhuǎn)變。中空纖維膜血液透析器 原材料  提出類(lèi)肝素結(jié)構(gòu)血液凈化膜概念 研制出優(yōu)異血液相容性的聚醚砜中空纖維膜知識(shí)產(chǎn)權(quán)類(lèi)型:發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)先進(jìn)程度:達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平成果獲得方式:獨(dú)立研究

1 成果簡(jiǎn)介長(zhǎng)期以來(lái)我國(guó)制鹽行業(yè)對(duì)資源的利用主要集中在制鹽方面，而對(duì)于制鹽副產(chǎn)物的綜合利用及深加工方面重視不足。制鹽中副產(chǎn)的苦鹵(氯化鎂含量高達(dá)百分之十以上)利用率小于20%，不但造成資源的嚴(yán)重浪費(fèi)，而且破壞了周邊地區(qū)的生態(tài)平衡。我國(guó)目前鹽化工行業(yè)對(duì)鎂資源利用十分薄弱，僅有少部分鎂鹽被用來(lái)生產(chǎn)廉價(jià)的六水氯化鎂（ 300~400 元/噸）和七水硫酸鎂（ 500~600 元/噸），其余大部分閑置在海鹽區(qū)。因此鎂資源的高度利用直接關(guān)系到含鹽資源（海水、鹽湖、地下鹵水等）的可持續(xù)開(kāi)發(fā)。 在鎂系產(chǎn)品中，阻燃型氫氧化鎂由于國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)潛力很大而獨(dú)具魅力。隨著塑料工業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)阻燃型熱塑性高聚物的需求與日俱增，對(duì)阻燃劑的需求特別是對(duì)無(wú)毒、抑煙、熱穩(wěn)定性高的氫氧化鎂阻燃劑的需求將更為迫切。氫氧化鎂阻燃劑可用于各種復(fù)合材料如電線、電纜、家電、建材，尤其適合與加工溫度較高的 PP、 PA、 POM 等聚合物配合使用。 我國(guó)從 80 年代后期開(kāi)始進(jìn)行氫氧化鎂的研究與開(kāi)發(fā)， 1998 年不同規(guī)格氫氧化鎂總生產(chǎn)能力約為 1.0~1.2 萬(wàn)噸/年，但絕大部分產(chǎn)品性能較差，表現(xiàn)為形狀不規(guī)則，粒徑分布寬，純度低，比表面積偏大，團(tuán)聚現(xiàn)象明顯，限制了氫氧化鎂阻燃劑的工業(yè)應(yīng)用。2 應(yīng)用說(shuō)明清華大學(xué)近年來(lái)一直致力于氫氧化鎂阻燃劑的研究與開(kāi)發(fā)，經(jīng)過(guò)多年努力，現(xiàn)已開(kāi)發(fā)出氫氧化鎂阻燃劑的常溫合成-水熱改性技術(shù)，產(chǎn)品性能指標(biāo)達(dá)到國(guó)際同類(lèi)企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)。該項(xiàng)技術(shù)以制鹽行業(yè)副產(chǎn)的氯化鎂為主要原料， 產(chǎn)品附加值高（保守售價(jià) 10000 元/噸）。現(xiàn)已完成千噸級(jí)工業(yè)中試并通過(guò)青海省鑒定。3 技術(shù)指標(biāo)形貌：六方片狀；粒徑： 0.2~1.5 微米；純度： 397 %（ 視原料純度而定）；比表面積： 小于 25m2/g 。圖 1 我系研制的氫氧化鎂阻燃劑產(chǎn)品                        圖 2 日本的氫氧化鎂阻燃劑產(chǎn)品（ 1.5~2 萬(wàn)元/噸）4 效益分析按年產(chǎn) 2000 噸規(guī)模計(jì)，成本:約 5000 元/噸， 售價(jià)： 10000 元/噸， 年創(chuàng)產(chǎn)值（萬(wàn)元）：2000′10000?10000=2000， 年創(chuàng)利稅（萬(wàn)元）： 2000′(10000-5000)?10000=1000。

聚對(duì)苯二甲酸丙二醇酯（PTT）是上世紀(jì)90年代產(chǎn)業(yè)化的新型聚酯，其纖維具有優(yōu)異的彈力回復(fù)性、柔軟性、蓬松性和染色性，在高檔服裝、地毯等方面有廣闊的應(yīng)用前景，同時(shí)其原料之一丙二醇可來(lái)源于可再生的生物基原料。然而PTT屬于可燃材料，易燃性極大的限制了其應(yīng)用。本技術(shù)采用高效無(wú)鹵反應(yīng)型阻燃劑DDP和BCPPO制備了兩種本質(zhì)阻燃聚對(duì)苯二甲酸丙二醇酯，該技術(shù)既可在酯交換法也可在直接酯化法中使用，產(chǎn)品具有阻燃性好，效果持久、不含鹵素、無(wú)毒、對(duì)設(shè)備無(wú)腐蝕，對(duì)聚酯的其他性能影響不大以及可紡性好等特點(diǎn)；通過(guò)進(jìn)一步創(chuàng)新思路，改進(jìn)工藝，我們采用固相聚合方法研制合成出分子鏈結(jié)構(gòu)可控的本質(zhì)阻燃含磷PTT阻燃嵌段共聚酯，產(chǎn)品在具有前述優(yōu)異本質(zhì)阻燃性能的基礎(chǔ)上，很好的保持了PTT的結(jié)晶性能，從而更好的保持了PTT特有的優(yōu)異彈力回復(fù)性能。該技術(shù)可利用傳統(tǒng)聚酯（聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯，PET）固相聚合設(shè)備，操作簡(jiǎn)單，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)可控，性能穩(wěn)定. 主要技術(shù)、指標(biāo)： 特性黏數(shù)：0.8——1.5 dL/g，Tg = 45——65 °C， Tm = 210——230 °C，氧指數(shù)：25——30， 熱分解溫度（氮?dú)猓?ge;360 °C。 建設(shè)投產(chǎn)條件: 現(xiàn)有PET產(chǎn)能?chē)?yán)重過(guò)剩，可在PET生產(chǎn)線上進(jìn)行改造。 年產(chǎn)百萬(wàn)噸的生產(chǎn)線約需改造費(fèi)百萬(wàn)元。

本發(fā)明公開(kāi)的基于多苯醚結(jié)構(gòu)的膨脹成炭阻燃耐熔滴共聚酯是在Ⅰ、Ⅱ表示的合成聚酯結(jié)構(gòu)單元的基礎(chǔ)上，引入了由Ⅲ表示的結(jié)構(gòu)單元經(jīng)無(wú)規(guī)共聚所組成，所制備的膨脹成炭阻燃耐熔滴共聚酯的特性粘數(shù)[η]為0.43-0.95dL/g，極限氧指數(shù)為25.5-34.5％；垂直燃燒等級(jí)V-2～V-0級(jí)；錐形量熱測(cè)試中峰值熱釋放速率p-HRR為198-658kW/m2。本發(fā)明還公開(kāi)了其制備方法。由于本發(fā)明引入的含多苯醚結(jié)構(gòu)的單體能在高溫下發(fā)生重排反應(yīng)，形成多芳香環(huán)或多芳香含氧雜環(huán)的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，因而具有極高的膨脹成炭速率和質(zhì)量，賦予了共聚酯優(yōu)異的阻燃性與耐熔滴性能。本發(fā)明共聚酯的制備有著成熟的工藝、簡(jiǎn)單方便的操作，易于工業(yè)化生產(chǎn)。

隨著科技的不斷發(fā)展，笨重的陰極射線管(CRT)顯示器越來(lái)越不能滿足需求。而液晶顯示器(LCD)則因具有能耗低、重量輕、超薄、圖像柔和等一系列突出的性能得到了迅猛發(fā)展。 液晶材料是液晶顯示器的核心材料之一，它賦予液晶顯示器各種優(yōu)良的性能。國(guó)內(nèi)高檔液晶材料主要被大日本油墨化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社、日本Chisso公司、德國(guó)Merck公司壟斷。目前，國(guó)內(nèi)只有幾家企業(yè)能批量生產(chǎn)中低檔液晶材料，尚無(wú)廠家

本成果首次成功合成了有機(jī)磷多面體低聚硅倍半氧烷(P-POSS)阻燃劑。P-POSS以硅、磷為主要阻燃元素，以籠型無(wú)機(jī)Si-O結(jié)構(gòu)為內(nèi)核、含磷有機(jī)基團(tuán)為外殼的獨(dú)特結(jié)構(gòu)，具有常溫下為固體、聚合物材料加工溫度下出現(xiàn)玻璃化轉(zhuǎn)變的良好加工性能，同時(shí)具有熱穩(wěn)定性高和與聚合物相容性好的特點(diǎn)，指向一類(lèi)新型高效阻燃劑分子的未來(lái)特征。前期研究結(jié)果表明，P-POSS在環(huán)氧樹(shù)脂和聚碳酸酯中均表現(xiàn)出優(yōu)異的阻燃性能，同時(shí)，使聚合物材料保持良好的綜合性能，具有廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景。 在阻燃環(huán)氧樹(shù)脂應(yīng)用中，低含量的P-POSS（硅、磷元素含量為0.1——0.5wt%）即可使阻燃環(huán)氧樹(shù)脂的氧指數(shù)達(dá)到30%以上，獲得UL-94 V0級(jí)別。而且P-POSS 阻燃的環(huán)氧樹(shù)脂表現(xiàn)出獨(dú)特的“吹熄”現(xiàn)象，即樣條點(diǎn)燃后，點(diǎn)燃端明顯有氣流從炭層燃燒點(diǎn)噴射而出，將火焰吹離聚合物表面并迅速熄滅，正是這種“吹熄”現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)P-POSS的高效阻燃環(huán)氧樹(shù)脂。P-POSS不但能夠提高環(huán)氧樹(shù)脂阻燃性能和熱穩(wěn)定性，還能保持環(huán)氧樹(shù)脂本身的透明性、機(jī)械性能和電性能。 在阻燃聚碳酸酯應(yīng)用中，P-POSS不但能夠保持POSS結(jié)構(gòu)熱穩(wěn)定性高的特點(diǎn)，而且還可以有效回避原料磷系阻燃劑的增塑作用。常溫下這種P-POSS的固體狀態(tài)使其更容易儲(chǔ)存和添加，而它們?cè)赑C加工溫度范圍內(nèi)存在的玻璃化轉(zhuǎn)變現(xiàn)象更是使其分散狀態(tài)較一般固體阻燃劑有著顯著的改善，甚至達(dá)到納米級(jí)分散。P-POSS在2wt%的添加量下就可以使聚碳酸酯達(dá)到UL-94 V0級(jí)別，同時(shí)熱變形溫度保持在140℃。