地区：上海市 宝山区
关键词：福建农林大学;福建省林业科学研究院;福建金森集团股份有限公司;福建海博斯化学技术有限公司;福建鑫华股份有限公司
成果类型：其它
成果领域：生物与新医药
成果编号：A2021061000001197
成果描述：
| 该成果属于工业领域的林业工程学科。 竹、麻纤维具有高比强度、比模量、可降解、可再生、成本低等优势，是树脂基复合材料的优良增强体，但植物纤维树脂复合材料研发还存在以下瓶颈问题：1）植物纤维与树脂间化学极性差异大，相容性差，二者间界面粘结弱。2）用量最大的基体热固性树脂为不饱和聚酯（UPE）树脂，其力学性能与工艺性良好，但制备过程大量使用可致癌的苯乙烯作为反应性溶剂，由此带来的空气污染并危害人体健康问题亟待解决。3）UPE树脂为不可再生石油基产品，大豆油衍生物树脂原料来源丰富且环保，为UPE树脂的优良替代品，但其黏度大，复合材料制备工艺难度大，且树脂固化交联度低，力学性能较差。综上考虑，该项目以竹原纤维和大麻纤维为增强体，以改性不饱和聚酯和大豆油基树脂为基体，制备了环境友好的植物纤维增强树脂基复合材料，并对其生产工艺及其后续产品进行了系统研究。主要技术内容：1）研发了竹原纤维工业化生产工艺及装备。对纤维前处理、预分解、梳理工艺及装备进行了优化与集成，有效提高了纤维得率和质量，实现了竹原纤维的清洁生产。2）研发了新型系列纤维表面处理技术。采用等离子体处理和水溶性单体等对纤维进行表面改性，处理过程环境友好，显著改善了纤维与树脂基体的界面粘结。3）研发了竹原纤维/PET（聚对苯二甲酸乙二酯）混杂纤维毡针刺成型及模压成型、真空吸注成型等复合材料新型制备工艺，开发了复合材料电器构件、汽车内衬件和鞋辅件等新产品。4）采用新型反应性溶剂替代苯乙烯，合成了系列环境友好的UPE树脂和大豆油基树脂。5）对树脂流变特性、固化动力学、复合材料界面特性进行了系统研究，揭示了复合材料组分特性和界面粘结的微观机制。竹原纤维/UPE复合材料技术指标:1)含水率≤1.6%，拉伸强度≥87MPa，弯曲强度≥108MPa，弹性模量≥6748MPa；2)200h紫外光暴露和喷淋处理后试件弹性模量和抗弯强度保留率分别为89.0%、86.1%，重量损失5.7%；与同类产品比较，其力学性能、耐水性及耐候性优势明显。项目经济效益与社会效益显著。实施期内，福建海博斯化学技术公司建立了年产800吨复合材料专用竹原纤维生产线；福州佛辉高分子科技有限公司开发了九轮风叶、传动轮、接线板组合和电机外壳等产品，该系列产品具有强度高、耐化学腐蚀性好、耐老化、外观平整等优点；福建鑫华股份公司采用再生PET废纤与竹原纤维进行汽车内衬件以及鞋辅材料等产品的开发。项目成果进一步在福建恒杰塑业、漳州麦顿卫浴、晋江宏图塑胶公司等得到推广示范，累计新增产值16588万元，利润4101万元，税收1757万元，增收节支14135万元，推广复合材料专用纤维原料竹林种植面积1200亩。项目研究获得了11项发明专利授权，申请发明专利6项；发表论文17篇，其中被SCI收录12篇（JCR1区5篇，2区5篇），EI收录2篇。 |
