[00114311]新型车用高分子复合材料制备技术创新团队

围绕新型车用高分子复合材料的制备技术开展系统研究,项目规划以实现汽车材料的轻量化和环保化为主要技术目标,以大幅提升宁波市高分子复合材料产业技术实力和市场竞争力,形成在全省乃至全国领先的民用复合材料制备技术,带动宁波传统优势汽配产业的升级与转型,并在宁波市及其周边地区孵化出以新能源汽车为产业龙头的配套产业群为产业目标。为此布置以下项目群：聚合物基碳纤维增强复合材料研制,高分子轻质夹层复合材料研制,天然纤维热塑性树脂基复合材料研制,新型复合材料用热塑性树脂开发,纤维表面改性技术及复合材料界面增强研究。通过以上项目群的实施,采用高分子复合材料（碳纤维增强复合材料、轻质夹层复合材料、天然纤维增强复合材料）部分替代金属作为汽车材料,实现汽车材料的轻量化;开发新型热塑性树脂替代传统热固性树脂作为复合材料基体,解决传统复合材料回收难的问题;采用天然纤维为增强材料,实现汽车用复合材料的环境友好性,满足新能源汽车及其配套产业对材料提出的新要求。 创新团队依托中科院宁波材料所在特种纤维方面业已取得的技术优势,集成先进织物织造技术,形成以碳纤维为主的多维、多轴向织物的编织与混杂技术;以复合材料制造的液态成型技术为主,结合复合材料的设计开发出面向新能源汽车用的低成本、大面积异型复合材料制造成套技术,采用聚合物基碳纤维增强复合材料替代金属制备汽车结构件,所研制出的低成本碳纤维复合材料车身部件占车身覆盖面50%;在与钢结构件等刚度和等强度条件下替代车身部件减重60％;车身装配零部件数量减少50%,综合性能维持不变。 创新团队在已掌握超临界CO2微发泡技术并建成国内第一条100吨/年规模连续挤出聚丙烯微发泡材料中试实验生产线的基础上,将该技术发展成为生产汽车用零部件高分子泡沫材料的产业化技术,同时开发以复合材料作为面板、泡沫塑料作为夹芯的轻质夹层复合材料,用于制备多种汽车非结构件,在保险杠吸能块、门内板、防震板、隔音板等处应用,进一步降低汽车重量。 针对目前普遍使用的热固性树脂基复合材料难以回收利用的问题,创新团队将研制新型适于液态成型技术的热塑性基体树脂以替代传统热固性树脂如环氧树脂,用于新型车用高分子复合材料的制备。此外,团队将利用区域内丰富的天然纤维资源如竹纤维、洋麻纤维作为增强材料制备复合材料,满足汽车材料在绿色环保方面的要求。 在聚合物基纤维增强复合材料制备过程中,纤维表面与树脂之间的界面作用是影响复合材料各项性能极为关键的因素之一。由于纤维表面光滑、化学极度惰性、结晶取向度高,造成纤维与基体树脂结合力差,剥离强度低,严重制约了复合材料性能的提高。创新团队将借助各种物理、化学手段,在保证纤维整体性能前提下,在分子水平和微观层次上对纤维表面的化学状态、物理形貌等进行主动设计和操控,有针对性对纤维表面进行化学修饰或官能化,通过在纤维和树脂之间形成界面过渡层来增强两者之间的相互作用力。 在以新型车用高分子复合材料制备技术的系统开发为团队建设总体目标的同时,以突破关键技术为重点,凝炼系统工程化研究中所涉及的科学问题,从而形成一支从事高分子复合材料应用基础、工程化放大、产业开发研究为主的创新团队。