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先进材料

先进材料——成果案例


水处理技术的核心膜材料:高抗污染型聚偏氟乙烯中空纤维超滤膜——膜科学技术研究所

PVDF超滤膜的应用领域主要集中在污水、废水处理及回用、给水净化及海水淡化预处理等领域。其中,涉及到的造纸、市政、冶金、石化、电力等行业,具有工程规模大,政府政策引导、行业示范性强的特点,倍受膜相关厂商关注。 该项目产品PVDF中空纤维超滤膜以该项目团队独创的制膜工艺制造,实现膜孔径及孔径分布的精准调控。其中,F25系列的超滤膜以精选的聚偏氟乙烯共聚树脂为主体原料,与聚砜、聚醚砜、聚氯乙烯等膜材料相比,化学稳定性更强,抗氧化优势非常明显。通过精准调控膜的微观结构,膜丝表面孔径分布均一、开孔率高,F25系列膜丝的最可几孔径为25 nm,占比接近90%,最大孔小于40 nm。截面呈完整非对称性结构,完全消除常见的大孔隙,外表面的致密皮层在电镜照片上清晰可见。该项目采用PVDF共聚物作为制膜主要材料,大幅提高PVDF膜的永久亲水性,最终,F25系列超滤膜的抗污染能力得到进一步提升。其稳定产水量超过国际知名品牌,达到国内PVDF超滤膜的两倍。


蚕丝蛋白微纳美容贴片——纺织丝绸技术研究所

蚕丝蛋白是制作该微针产品的原材料,其有4大显著优势:一是蚕丝蛋白大规模生产,成本较低;二是蚕丝蛋白生物相容性好,已经用于很多生物材料领域,如固定化酶材料、细胞培养基质、药物缓释剂、人工器官等;三是蚕丝蛋白作为化妆品原料具有无毒副作用、对人体亲和性好、对皮肤无刺激、无过敏反应、渗透力强等优点;四是蚕丝蛋白在美容方面作用显著,具有吸湿保湿、延缓衰老、美白防晒等作用。 纺织丝绸技术研究所研发团队采用蚕丝蛋白凝胶微纳材料,制造蚕丝蛋白凝胶微针,提供各种型号微针纳孔技术;微针凝结工艺中,玻尿酸等活性成分固化于微针中;在微针的使用过程中,通过缓释技术逐渐释放活性成分进入皮肤真皮层已达到抗皱等美容功效。


透明超疏水自清洁涂层技术——纳米材料与器件研究所

超疏水自洁产品属于纳米技术和仿生学领域。理论上,超疏水表面是指静态接触角CA≥150º,滚动角SA<10º的粗糙表面。典型的例子便是荷叶表面,出淤泥而不染。当物体表面涂附超疏水涂层后,便有了自清洁的功能。 市场以三块来计算,汽车行业、玻璃幕墙和光伏。我国目前汽车保有量2亿辆,假定每辆车用10元/年超疏水产品,市场就有20亿,以百分之一的占有量计,也有2000万/年。幕墙玻璃的年产量已经达到20亿平方米,以每平方米10元计算,市场容量达到200亿。光伏装机量达到75GW,其市场容量也在十亿元级别。总体来讲,透明超疏水市场在百亿级别。 项目团队实验证实幕墙玻璃增加超疏水涂层后,可以达到长年干净如新。超疏水涂层不仅可以降低灰层的粘附力,同时下雨天,雨水也能带走表面的污染物,以保证表面的清洁。该项目产品为透明度99%的超疏水透明涂层,可以应用于玻璃,透明贴膜等多个领域,在建筑、汽车等领域均有应用,市场前景广阔。


石墨烯基水性散热涂料——石墨烯材料研究所

水性散热涂料是以高分子材料为基体,通过掺入高导热以及高辐射的填料以强化基体散热性能,从而达到降温效果。热量交换的方式主要有三种:传导、对流和辐射。目前,国内外所采用的散热材料基本都是靠增加材料的导热系数加强热量导,并依赖周围的介质对流交换热量进行散热,其弊端是热量交换区域很小,在对流较差的相对封闭空间里,热量交换效果就很差。若通过强制风冷加快热量交换,不仅增加成本,造成空间和能源浪费,也会产生噪音等。而辐射散热不受热源周围介质的影响就可以向外辐射热量,并且随着温度升高,热辐射量不断加大。 水性涂料中添加石墨烯这种具有较高的热传导率和发射性的材料,其导热系数大大增加。涂层表面呈现宏观光洁微观粗糙的形貌的纳米材料组元,可以大幅增加散热装置与外界的接触面积,减少热屏蔽,显著提升散热效果。另外,石墨烯散热涂料具有较高的可见光和近红外光反射率、较高的热红外发射率和稳定性等特殊性能,同时还具有良好的物理、化学性能和良好的施工性多种复合性。石墨烯基水性散热涂料具有高热传导率和较大的散热表面积,同时在相当宽的波长范围内(1-20μm)具有高辐射率(大于90%),可以显著提高包括传导、对流、辐射散热的综合性能。


石墨烯散热膜——石墨烯材料研究所

石墨烯散热膜主要用于新能源汽车动力电池的热管理、电子芯片散热、铝基复合散热器等领域,市场前景广阔。该产品的产业化,将全面替代占据全球80%以上份额的美国杜邦及韩国SKC的PI导热膜,摆脱我国在散热领域对国外原材料的依赖,促进我国石墨烯产业的发展,提升我国石墨烯产业深加工水平。该产品在动力电池热管理系统中的应用,将引领行业材料革新,全面提升我国新能源汽车动力电池热管理的水平。


石墨烯发热膜——石墨烯材料研究所

石墨烯耐高温阻燃加热膜兼具节能、稳定、安全、环保的优异性能,可广泛应用在加热地板、加热瓷砖、加热地膜、发热画等领域,从而将家居采暖建材的技术水平提升到了一个前所未有的高度。


高效集约化现代养蚕关键技术研究及产业化——纺织丝绸技术研究所

建立了高效桑饲料工程技术体系。包括饲料用草本化桑栽培、收获、加工与储运技术;蚕农自配低成本人工饲料关键技术;饲料加工基础设施建设规划与示范。集成应用了基于人工饲料高效安全集约化现代养蚕体系。包括适合饲料养蚕的高产优质蚕品种培育与转化,饲料养蚕疫病防控。原创家蚕食性控制分子机制研究成果,育成人工饲料养蚕生产用广食性蚕品种3个。开发了饲料养蚕生产优质细纤度茧丝技术,生产6A级超细纤度生丝。


T800碳纤维预浸料用高强高韧树脂体系的研制——碳纤维及复合材料研究所

针对航天用国产 T800碳纤维复合材料配套树脂基体的要求,从分子结构层面入手设计了高强韧环氧树脂体系的主链结构;然后分别利用可溶性热塑料与反应型颗粒对主体树脂进行了“二级增韧 ”和“三级增韧 ”改性研究,完成了高强韧环氧树脂体系的多层次设计;同时设计了合理的热熔法碳纤维预浸料成型工艺。在此基础上,完成了T800碳纤维复合材料配套树脂基体的产业化应用。


新型的石墨烯导电碳浆应用:新型36V发热地板——石墨烯材料研究所

新型的石墨烯导电碳浆发热地板,在材料上选择了石墨烯基导电碳浆发热芯层,电热转化效率达98%,发热速度快,寿命长;并且可在 36V 安全电压下稳定工作,在达到舒适取暖效果的同时,安全节能;技术上将发热芯层完全密封于地板内部,保证暖芯发热层只发热绝不漏电,并且无污染、无辐射。


基于膜分离材料的超高效PM2.5捕捉技术及装备——膜科学技术研究所

基于膜分离材料的超高效PM2.5 捕捉技术及装备。主要用于各种工业及民用过程的高效除尘、气固分离与尾气净化等。传统的空气过滤材料(如布袋)是对称结构,采用的是“深层过滤”模式,过滤效率低(一般在30mg/m3以上),阻力大,能耗高。膜材料的复合结构使“深层过滤”转变成“表面过滤”,不仅可以维持较高的过滤效率,对0.3μm颗粒除尘效率可达99.99%以上,净化后粉尘浓度在5mg/m3以下,而且降低了运行阻力,容易清灰,有效延长了使用寿命。 为进一步推进该技术的转化与产业化,研究所以该技术为核心成立了江苏久朗高科技股份有限公司,是国内首家专业从事高效气体净化膜产品研发与气体净化方案提供的高科技公司。


膜法VOCS高效处理与回收技术及装备——膜科学技术研究所

南京九思高科技有限公司是研究所的成果转化基地,主要从事战略性新兴产业高性能膜材料的研发、生产以及应用技术的开发,是国家级高新技术企业、国家特种分离膜产业技术创新战略联盟对外责任主体单位。 膜法VOCS高效处理与回收技术及装备,主要是在化工、涂装、医药、包装、印刷等行业生产过程中有机溶剂挥发高效处理与溶剂回收中应用。传统VOCS处理与回收采用冷凝法能耗高、吸收法难达标、吸附法需频繁再生。膜法VOCS处理与冷凝、吸收、吸附组合工艺,这样不仅解决冷凝温度低能耗高、吸收不达标需解析、吸附剂易饱和等多方面工艺问题同时解决VOCS处理与回收设备运行的安全的难题。 为了进一步将膜法VOCS高效处理与回收技术及装备推向市场,南京九思高科技有限公司特成立气相膜生产、工艺开发、工程设计、设备制造、商务销售一体化的团队,该团队现有博士4人、硕士6人、本科及以上学历共25人。


涤纶面料的超临界CO2无水生态染色关键技术研发及产业化——纺织丝绸技术研究所

本技术转移是建立在大量独立自主研究及完成中试应用示范基础之上,并在与企业进行产学研合作过程中的技术产业化转化。其核心是以超临界CO2流体代替传统水浴,彻底实现涤纶类化纤高档家纺及服装面料无水生态染色的产业化加工,从源头上解决传统染色加工中耗水和环境污染问题。其目标是建立国内第一条年产量达500万米的超临界流体无水染色生产线,首次实现产业化应用。目前技术转移已得到省成果转化专项资金(1000万)支持,各项工作开展顺利。


基于等离子体技术的纺织用热加工系统装备开发及其产业化——纺织丝绸技术研究所

南通耀辉新能源设备有限公司是依托mg老虎机_真钱老虎机_真钱水果老虎机纺织丝绸技术研究所、中科院等离子团队于2015年孵化的科技型公司(注册资本300万元,纺织丝绸技术研究所占股10%),致力于等离子体技术热加工系统装备的研发与应用。 公司目前主要产品为等离子体烧毛机和等离子体焰喷射安瓿瓶封口装置,经过试验都已成功,下一步公司的在研产品有等离子真空灭菌器、等离子染整循环速热装置等,随着公司业务的发展壮大和研发的逐步深入,公司将进一步开发基于等离子体技术的新型高科技产品。 公司2016年的目标产值是1000万,2017目标产值是5000万,2018年产值是过亿。


新型平板显示用彩色光阻及黑色光阻关键材料高感度光引发剂的研发及产业化——碳纤维应用技术研究所

本项目合作开发高感度肟酯类光引发剂系列产品,具有高感度、高溶解性和高耐热性等优点,主要用于彩色和黑色光阻制成彩色滤光片后与背光源等元器件组成平板显示器,是平板显示实现大尺寸和高分辨率必不可少的材料。本产品打破世界光引发剂巨头德国巴斯夫公司在彩色和黑色光阻用肟酯类光引发剂应用领域的技术和产品垄断,为我国实现新型平板显示及关键原材料的全面国产化提供极为坚实的技术和知识产权支撑。

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