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科技部專項:“先(xiān)進結構(gòu)與複合材料”部分項目國家重點研發計劃

來源:中國国产精品免费福利樹脂網 2022-03-10 10:17:19

日前,科技部印發了24個“十四五”國家重點(diǎn)研(yán)發計劃(huá)重點(diǎn)專項2022年度項目(mù)申報指南(征求(qiú)意見(jiàn)稿),重點針對專項指南方向提出的目標指標和相關內(nèi)容的合理性、科學性、先進性等方麵聽取(qǔ)各方意見。本文(wén)整理了涉及塑料行業關於“先進結(jié)構與複合材料”部分項目國家重點研發計劃(以下序號為(wéi)通知原稿序(xù)號)。詳情如下所示。

1.高性能高分子材料及其(qí)複合材料

1.1大絲束碳(tàn)纖維及複(fù)合材料低成本高效製備技(jì)術(典型應用示範(fàn))

研究內容:針對現代交通和能源裝備等對低成本輕量化發展需求,開展大絲束(shù)(48K及以上)碳纖維大(dà)規模高效率高穩定性和高適配性製備、大絲束纖(xiān)維展紗和(hé)織造損傷控製、可調幅寬多軸向織(zhī)物裝備及織物高效率穩定製備、大克重比長適用期非熱壓灌成型預(yù)浸料設計和製(zhì)備等技術(shù)研究,形成相應材料(liào)標準和(hé)工藝規範,建立應用數據集;開展大絲束碳纖維及織物大斷麵多腔異型複雜結構件快速拉擠成型技術(shù)和大克重比預浸料大型(xíng)複雜構件(jiàn)真空成型技術研究,完成高速軌道交通、風電葉(yè)片、無人機、商用車輛典(diǎn)型構(gòu)件設計和性能驗證。

考核指標:大絲束碳纖維:單線產能≥2000噸/年(48K及以上),最大線速度可(kě)達15米/分鍾,拉伸強度≥4000兆帕,模量220-260吉帕(可調);多軸向織物:門幅(fú)寬度在50-100英寸(1270-2540毫米)可調;預浸料:單(dān)位麵密度精度±2.5%,真空成型20毫米複合材料板(bǎn)孔隙率≤1.5%,層間剪切強度≥70兆帕(pà);拉擠(jǐ)製品:製件(jiàn)寬度≥500毫米(mǐ)、厚度≥100毫米,腔體數量≥4個,拉擠成型效率≥0.3米/分鍾,孔(kǒng)隙率≤2%;典型構件:滿足高速(sù)軌道交通、風電葉片、無人機、商用車輛應用的設計要求,減重效率(lǜ)達到20%以上,較小絲束纖(xiān)維(12K及(jí)以下)和織物及傳統熱壓成型成本降低50%以上;形成5-7項標準或規範(fàn)。

1.2特種工(gōng)程(chéng)塑料薄膜製備技術開發與產業化(共性關鍵技術)

研究內容:針對高性能裝備輕量化對(duì)於耐(nài)高溫、耐老化、高強度超薄工程塑料薄膜的需(xū)求(qiú),開展芳雜環薄(báo)膜(mó)專用樹脂的結(jié)構設計,研究芳雜環聚合物縮(suō)聚反應中(zhōng)的副反應機理及其對聚合物鏈結構(gòu)、聚集(jí)態(tài)結構及宏觀物理性(xìng)能的影響(xiǎng)規律,優化並確定樹脂国产精品免费福利、精製及後處理工藝參數,實現產品批次穩定性精細控製,突破反應放大過程中的聚(jù)合物結構、組成精細控製技術、專(zhuān)用料複(fù)配技術(shù)以及加工穩定性控製技術,完成高性能薄膜的連續(xù)加工,並在軌道交通、空天裝備和電子(zǐ)電氣等領域通過驗證。

考核指標:半結晶型聚芳醚酮薄膜(mó)專用料玻璃化轉變溫度和熔(róng)點分別大於150攝氏度和370攝氏度,拉伸強度≥110兆帕,無(wú)定形聚芳醚酮薄膜專(zhuān)用料玻璃化轉變溫度≥260攝氏度,拉伸強度≥100兆帕,建成(chéng)100噸/年薄膜專用樹脂的示範生產(chǎn)線;高性能聚芳醚酮薄膜拉伸強度(dù)≥90兆帕、厚度≤6微米,建成1萬平方米/年生產示範裝置;形成2-3項薄膜的生產和應用規(guī)範或者標準。

1.5聚乳酸的規模化製備技術及關鍵單體丙(bǐng)交酯的一(yī)步法(fǎ)產業示範(典(diǎn)型應用示範)

研究內容:針對生物降解聚乳酸產業發展中的規模化(huà)放大、丙交酯可控製備和應用推廣等(děng)關鍵瓶頸問題,開發聚乳(rǔ)酸規(guī)模化(huà)生產工藝高效催化體係,設計並優(yōu)化脫水、裂解與聚合過程(chéng)中的裝(zhuāng)備與工藝參數,降低反應過程中(zhōng)聚合物的消(xiāo)旋化,解決15萬噸級規(guī)模聚合過程中的傳質、傳熱、反應活性等核心問題,製備(bèi)高旋光純度、高分子量、窄分布(bù)、低單體含量樹(shù)脂;研究乳酸“一步法(fǎ)”製備聚(jù)合級丙交酯的催化關鍵工藝技術,明晰催化劑結構-催化條件-產物性能間(jiān)的(de)關係,建立(lì)千噸級中試示範生產(chǎn)線(xiàn);開展高性能聚乳酸改性樹脂研究,優化成核劑、擴鏈劑(jì)等助(zhù)劑體係以及成(chéng)型工(gōng)藝,製備具(jù)有優異力學強度、高耐熱、高(gāo)抗衝改性樹(shù)脂,應用於工程(chéng)塑料領域,開發聚(jù)乳酸淋膜、雙向拉伸膜以及(jí)熔噴非織造布(bù)等成型工藝研究,拓展聚乳酸應用領域。

考核指標:建立15萬噸/年聚乳酸產業化生產線。聚乳酸熔體流動速率2-5克/10分鍾(190攝氏度,2.16千克),單體殘留量≤0.5%,旋光純度≥99.5%,熔點≥178攝氏(shì)度;建立不低(dī)於1千(qiān)噸/年一步法丙(bǐng)交酯示範生(shēng)產線,停留時間≤30分鍾,全程收率(lǜ)≥98%,丙交酯純度≥99.5%;聚乳酸工程塑料專用(yòng)樹脂(zhī),拉伸強度≥100兆帕,缺口(kǒu)衝擊強度≥12千焦/平方米,維卡軟化溫度(dù)≥200攝(shè)氏度,濕熱老化500小時後拉伸強度保持率≥90%;聚乳酸紙塑複合材料:剝離力(lì)≥1牛(niú)/15毫米,聚乳酸雙向拉伸薄膜:拉伸強度≥100兆帕,斷裂伸長率≥20%,霧度≤5%,聚乳酸熔噴非織造布:克重≤40克/平方米,濾效≥99.5%(0.3微(wēi)米(mǐ))。

5.先進工程(chéng)結構材料

5.2海洋(yáng)工程用(yòng)熱塑性複合(hé)材料筋材及(jí)其應(yīng)用技術研究(典型應用(yòng)示範)研究(jiū)內(nèi)容:針對海洋工程(chéng)建(jiàn)設對高耐腐蝕與長壽命結構材料的需求,研發纖維增強聚丙烯/尼龍基等熱塑性樹脂基複合材料筋材的高效製備成型技術;研究(jiū)海(hǎi)洋環境下熱塑性複合材料筋材的長期性能及其提升關鍵技術;研究預應力與非預應力熱(rè)塑性複合材料筋材增強混凝土結構的設(shè)計(jì)方法與工業化建造(zào)技術;開展熱塑性複合材料筋材在海港碼頭等海洋(yáng)工程(chéng)建設中(zhōng)的(de)示範應用。

考核(hé)指標:研製出具有自主(zhǔ)知識產權的熱塑性複合材料筋材製備裝備1套,筋材成(chéng)型速率≥0.5米/分鍾;筋材最(zuì)大規格公稱直徑≥20毫(háo)米(mǐ),筋材纖維浸漬度≥90%、纖維(wéi)體積(jī)含量≥60%;碳(tàn)纖維筋材的拉伸模量≥130吉帕、拉(lā)伸強度≥2400兆帕;玻璃纖維筋材拉伸模量≥50吉帕、拉伸強度≥800兆帕,熱成型彎折段的拉伸強(qiáng)度≥40%直筋強度;帶肋筋材與混凝土的平均粘結強度≥8兆帕;預應(yīng)力(lì)筋材(cái)用工程化錨(máo)具體係的錨具效率係(xì)數≥0.95;碳纖維與玻璃纖維筋材60攝氏度海水浸泡2000小時後拉伸強度保留率分別≥90%與(yǔ)≥80%;海(hǎi)洋環境下碳纖維與玻璃纖維筋材的長期拉應力限值(zhí)分別≥70%與≥30%拉伸(shēn)強度標(biāo)準值;開發熱塑性複合材料筋材製備新技術、新產品≥4項,編製產(chǎn)品、海(hǎi)洋工程結構(gòu)設計等標準≥2部,實現在(zài)海港(gǎng)碼頭、海洋平台等海洋工程建設中的示範(fàn)應用≥4項(至少1項采用工業化建造技術)。

7.基於材料(liào)基(jī)因工程(chéng)的結構與複合材料

7.6基於智能化設計與製備的樹脂基(jī)複合材料研發(共性關鍵技術)

研究內容:麵向空間應用領(lǐng)域等重大工程對樹脂基先進複合材料與構件製備自主可控的重(chóng)大需求,針對該類材料高性能化(huà)、輕(qīng)量化(huà)和大尺寸結構製造及性能穩定性的迫切要求,突破自動化與(yǔ)智(zhì)能化實驗技(jì)術,開發製備樹脂(zhī)基複合材料的(de)標準化和智能化(huà)裝備;開發數據自(zì)動采(cǎi)集技術,建立材(cái)料數據庫;發展具有自動適應和自主決策能力的機器學習(xí)算法,突破樹脂基複合材料設(shè)計和優化中的(de)多目標、多變量、偏好性和動態性等技術瓶(píng)頸;研究材(cái)料強度、模量、韌性等服役性能與材料成分、結構、加(jiā)工工藝、微觀形貌的關聯規律,建立材料自(zì)主設計和優化迭代的智能化開(kāi)發流程和應用平台;開發應用於空間應用領域(yù)新型高性能樹脂基複合材料(liào)產品。

考核指標:開發樹脂基複合材料標準樣品自動化(huà)製(zhì)備實驗裝置≥2台(套),建立(lì)樹脂基複合材料數據庫1個(gè)和涵蓋從材料設計到應用全流(liú)程的智能化研究平(píng)台1個;開發2-3種高性能樹脂基複合材料,室溫拉伸強度≥1800兆帕,拉伸模量≥100吉帕,層間剪切(qiē)強度≥80兆帕;1.8兆帕下熱變形(xíng)溫度≥300攝氏度,耐低溫性(xìng)能≤-100攝(shè)氏(shì)度。應用於火箭等飛行(háng)器關鍵部(bù)件,滿足溫度衝(chōng)擊、加速度、振動等工況實驗要求,完成裝機裝配和地麵試(shì)驗驗證。

8.青年科學家項目

8.1高性能芳雜環聚合物結(jié)構設(shè)計與纖維成型新方法

研(yán)究內容:針對(duì)空天裝備等領(lǐng)域(yù)對高性能有機纖維的需求,設計新型芳雜環聚合物,開發国产精品免费福利新方法,改善聚合物溶解(jiě)性及加工性,研究(jiū)纖維製備(bèi)過程(chéng)中溶膠-凝膠(jiāo)轉變、高分(fèn)子(zǐ)鏈結構及凝聚態結構演(yǎn)變規律,揭示多級結構與纖維性能的內在關係,獲得耐(nài)候性好、強度高和界麵性能優良(liáng)的(de)高性能芳雜環(huán)纖維及製備技術。考核指標:設計3-5種新型芳雜(zá)環聚合物分(fèn)子和新国产精品免费福利方法,芳雜環聚合物纖維斷裂強(qiáng)度≥4.5吉帕,初始模量≥200吉(jí)帕,起始(shǐ)分解溫度≥500攝氏度,玻璃化轉變溫度≥300攝氏度,複合材料界麵剪切強度較PBO纖(xiān)維增強(qiáng)材料提(tí)高≥20%,紫外老化性能較PBO纖維提升≥30%。

8.2高(gāo)耐磨(mó)聚四氟乙(yǐ)烯專用料(liào)及其在軸承領域應用

研究內容(róng):針對耐磨潤滑軸承領(lǐng)域對高性能氟(fú)碳基特種工程塑料的需求,開發聚四氟乙烯(PTFE)及其專用料改性技術,研究材料結構與線膨脹係數、抗蠕變(biàn)性能、耐磨性能之間的關(guān)係,研究多尺度(dù)、複雜體係增強複合材料耐蠕變、耐磨損性、載(zǎi)荷性的調控機製,通過對相(xiàng)關樹脂進行結構設計、聚合體係改進和後處理工藝(yì)優化(huà),得到適合於軸承應(yīng)用專用(yòng)樹脂(zhī),並在耐磨潤(rùn)滑軸承領域得到試用。

考核指標:PTFE改性材料性能達到:拉伸強度≥30兆(zhào)帕,摩擦係數≤0.04,磨損(sǔn)量<1×10-5立方毫米/(牛·米),邵氏硬度≥50兆帕,導熱係數≥0.35瓦/(米·開爾(ěr)文)(125-250攝氏度),含水率<0.015wt%,收縮率<4.0%,完成高性能氟(fú)碳基(jī)樹脂在下遊軸承等領域的應(yīng)用評價。


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