化工新型材料

東麗增產(chǎn)沉積薄膜

據(jù)報道，3月22日，東麗先進(jìn)薄膜有限公司（TAF）表示，將擴(kuò)大其用于食品包裝的沉積薄膜生產(chǎn)能力。到2019財年末，該公司將新增一條鋁薄膜或透明沉積膜的生產(chǎn)線，計(jì)劃在2020財政年度內(nèi)投產(chǎn)。

該公司是日本最大的真空鍍鋁聚丙烯（CPP）薄膜生產(chǎn)商，在日本市場占有70%以上的份額。TAF在日本、泰國和馬來西亞3個國家生產(chǎn)食品包裝用途的薄膜。

為減少食品損失，日本對先進(jìn)阻隔性能的沉積薄膜需求日益增加，特別是這種包裝能夠在發(fā)生災(zāi)難情況下保證食品儲存長周期不變質(zhì)?；谶@種背景，近年來TAF致力于推出一系列新的沉積膜生產(chǎn)線。2018年，該公司在日本裝備了一條新的透明聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）薄膜沉積生產(chǎn)線。今年下半年，預(yù)計(jì)一條新的真空鍍鋁聚丙烯（CPP）薄膜生產(chǎn)線也將投入運(yùn)營。

隨著日本需求的強(qiáng)勁增長，TAF現(xiàn)決定再建一條沉積膜生產(chǎn)線。新生產(chǎn)線將用于真空鍍鋁或透明膜沉積。如果新設(shè)施在2020財年內(nèi)投入使用，TAF國內(nèi)沉積膜生產(chǎn)能力自2017年以來將增加130%～140%。（中國化工報）

全球碳纖維復(fù)材市場向好

據(jù)報道，日前，富士經(jīng)濟(jì)株式會社一項(xiàng)市場調(diào)查顯示，到2030年，全球聚丙烯腈（PAN）基碳纖維增強(qiáng)塑料（CFRP）和碳纖維增強(qiáng)熱塑性塑料（CFRTP）市場規(guī)模將增至3.58萬億日元（約合320.6億美元），比2017年擴(kuò)大160%。市場規(guī)模增長的推動力主要來自航空航天和汽車應(yīng)用。

富士經(jīng)濟(jì)株式會社預(yù)測，由碳纖維浸漬熱固性樹脂然后固化的碳纖維增強(qiáng)塑料仍然是碳纖維復(fù)合材料市場的主體，到2030年其市值將達(dá)到3.2萬億日元。同時，使用熱塑性樹脂作為基體樹脂的碳纖維增強(qiáng)熱塑性塑料雖然目前僅占市場需求的5%左右，但到2030年，將上升到12%左右。從2025年起，這種高性能碳纖維復(fù)合材料將越來越多地用于汽車車身框架和結(jié)構(gòu)件。

在汽車領(lǐng)域，CFRP/CFRTP材料將逐步擴(kuò)大在汽車制造行業(yè)的使用量，以幫助提高燃油經(jīng)濟(jì)性。到2030年，汽車行業(yè)的CFRP/CFRTP材料市場規(guī)模預(yù)計(jì)將達(dá)到5605億日元，較2017年增長近5倍。歐洲汽車制造商已經(jīng)率先開發(fā)和使用這些CFRP/CFRTP材料。隨著中國出臺扶持性政策和電動汽車市場不斷擴(kuò)大，對輕量化汽車的需求將進(jìn)一步增加，預(yù)計(jì)未來中國汽車制造商也將更多使用CFRP/CFRTP材料。

在航空航天領(lǐng)域，CFRP和CFRTP材料正將越來越多地用于新型飛機(jī)發(fā)動機(jī)，空客和波音的機(jī)身生產(chǎn)方面大約使用了50%的碳纖維復(fù)合材料，預(yù)計(jì)未來需求可能會進(jìn)一步增長?？湛陀?jì)劃在2020—2025年將生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的95%的CFRP邊角料引入回收行業(yè)，其中5%的回收量用于生產(chǎn)飛機(jī)零部件。（中國化工報）

德國科學(xué)家研發(fā)出自愈涂料 可自動修復(fù)車身刮痕

據(jù)報道，德國萊布尼茨新材料研究所（INM）和薩爾蘭大學(xué)（Saarland University）團(tuán)隊(duì)共同開發(fā)出一種透明涂料，基于其分子的特殊排列，微小刮痕將能在適當(dāng)?shù)臒岫认伦孕行迯?fù)。

團(tuán)隊(duì)研究的透明涂料中包含一種被稱為環(huán)糊精（cyclodextrins）的成分，這種來自玉米淀粉的環(huán)狀分子就像珍珠一樣串在長鏈聚合物上，能夠在長鏈的某些部分自由移動而不會從末端掉落，分子間又透過化學(xué)反應(yīng)交叉鏈接。

INM Nanomers項(xiàng)目負(fù)責(zé)人Carsten Becker-Willinger解釋，當(dāng)暴露于適當(dāng)?shù)臒岫认?，環(huán)糊精便會沿著環(huán)狀的鏈滑動，填補(bǔ)任何可能由刮痕引起的縫隙，種特性使得涂料的聚合物網(wǎng)絡(luò)非常具有靈活及彈性。

在最初的研究中，刮痕愈合還需要幾個小時，但透過加入無機(jī)奈米粒子等其他成分，團(tuán)隊(duì)已經(jīng)成功能在100℃的溫度下將去除微小刮痕的時間縮短到至1min。團(tuán)隊(duì)目前正努力擴(kuò)大生產(chǎn)流程，并尋找合作伙伴來協(xié)助商業(yè)化技術(shù)。（環(huán)球網(wǎng)）

瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院開發(fā)出新型自修復(fù)復(fù)合材料

據(jù)報道，瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院（EPFL）先進(jìn)復(fù)合材料工藝實(shí)驗(yàn)室的研究人員最近開發(fā)出一種材料，可在結(jié)構(gòu)受到損傷后輕易實(shí)現(xiàn)自我修復(fù)。這種尖端復(fù)合材料或?qū)⒃诤娇蘸教祜w行器、風(fēng)力渦輪機(jī)、汽車及各類運(yùn)動裝備中得到廣泛應(yīng)用。

當(dāng)風(fēng)電渦輪葉片或飛機(jī)被不明飛行物或碎片等重物擊中后，受損的零部件必須接手整件的更換或利用樹脂進(jìn)行結(jié)構(gòu)修補(bǔ)。但是更換零部件價格昂貴，而利用樹脂進(jìn)行修復(fù)又會使結(jié)構(gòu)增重并一定程度上改變性能?，F(xiàn)在，由于采用了一種全新的專利技術(shù)，EPFL的研究人員已經(jīng)找到了一種快速容易的方法，修復(fù)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)的裂紋或裂縫。

EPFL的研究人員介紹，這項(xiàng)全新的技術(shù)是利用了在復(fù)合材料中加入的自修復(fù)劑。當(dāng)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)受損后，只需要簡單的將受損部位的材料加熱到150℃，即可在很短的時間內(nèi)實(shí)現(xiàn)實(shí)時修復(fù)樹脂中出現(xiàn)的裂縫。局部的加熱過程激活了復(fù)合材料內(nèi)部修復(fù)劑，受損部位實(shí)現(xiàn)迅速愈合，并且不會改變結(jié)構(gòu)原有性能。這種全新問世的技術(shù)可在各類復(fù)合材料結(jié)構(gòu)中應(yīng)用，使用后的效果可使得原有結(jié)構(gòu)壽命延長至少3倍。修復(fù)后的材料基本性能和初始抗裂能力與傳統(tǒng)的復(fù)合材料相同。更為重要的是，這項(xiàng)技術(shù)與主流復(fù)合材料制造工藝兼容，因此不需要對生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行重組。（中國航空工業(yè)發(fā)展研究中心）

印度開發(fā)出新型凝膠材料

據(jù)報道，近日，印度理工學(xué)院高哈蒂分校的研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)出一種新型凝膠材料，可根據(jù)不同處理方法有選擇性地獲得疏水或疏油特性。

研究團(tuán)隊(duì)先將水溶性的天然生物聚合物——?dú)ぞ厶遣牧限D(zhuǎn)化為納米顆粒，然后通過化學(xué)處理將其轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的凝膠材料。研究人員發(fā)現(xiàn)，用酸（pH值為1）處理這種材料約15min，能夠使其具備極度疏油的特性；如果用乙醇處理這種材料10min，然后進(jìn)行空氣干燥，能夠使其具有疏水特性。

這一發(fā)現(xiàn)使原本可進(jìn)行生物降解的殼聚糖材料，根據(jù)不同處理方法變成具備疏油或疏水特性的凝膠材料，從而可從油水混合物中去除油或者除水。相關(guān)研究成果已發(fā)表在英國《材料化學(xué)雜志》周刊上。（中國化工報）

印度研制出促進(jìn)骨組織生成的新型復(fù)合材料

據(jù)報道，印度理工學(xué)院等機(jī)構(gòu)研究人員在新一期美國期刊《ACS生物材料科學(xué)與工程》上發(fā)表報告說，他們用硅、鋅、蠶絲等物質(zhì)制成一種新型復(fù)合材料。動物實(shí)驗(yàn)顯示，用它作為骨組織缺陷處的支架，能有效促進(jìn)骨組織生成。

研究人員介紹說，這種由硅、鋅、蠶絲纖維等物質(zhì)混合制成的材料具有多孔結(jié)構(gòu)，允許骨細(xì)胞遷移至其中并生成骨組織；其表面的光滑程度與天然骨相似，有助于骨組織生成。

用有股骨缺陷的兔子進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)顯示，用這種材料的支架彌補(bǔ)骨組織缺陷部位，30天后即生成含有新血管的骨組織，90天后缺陷部位已生成了73%的骨組織。3個月后，蠶絲纖維完全降解，只留下兔子本身骨細(xì)胞生成的新骨組織。

這個過程中沒有使用外來的骨細(xì)胞或骨生長因子。研究人員說，這種材料促進(jìn)骨組織生成的一個原因是其中含有硅、鋅離子，它們促使機(jī)體中的骨細(xì)胞生長。

研究人員計(jì)劃用更大型的動物來驗(yàn)證這種材料的功效，以便最終將其用于臨床醫(yī)療。（新華網(wǎng)）

我科學(xué)家發(fā)現(xiàn)固態(tài)制冷新材料

據(jù)報道，來自中國科學(xué)院金屬研究所等單位的研究人員發(fā)現(xiàn)，塑晶（一類容易變形的無序固態(tài)晶體）具有龐壓卡效應(yīng)，即壓力引起相變的冷卻效應(yīng)，它可用作研發(fā)高端制冷技術(shù)的新材料，可能降低制冷能耗。這為下一代固態(tài)制冷技術(shù)的發(fā)展提供了新思路。相關(guān)研究成果于3月28日發(fā)表在《自然》雜志上。

目前的制冷系統(tǒng)大多采用氣體壓縮制冷技術(shù)，但這種技術(shù)所采用的材料會對環(huán)境產(chǎn)生不利影響。基于固態(tài)相變熱效應(yīng)的制冷技術(shù)作為一種最具希望的替代技術(shù)，近幾十年受到廣泛關(guān)注。這種技術(shù)采用的固態(tài)相變制冷材料會在遇到外部刺激時產(chǎn)生溫度變化?！暗牵延械墓虘B(tài)相變制冷材料存在不足：熵的變化小，僅為幾十焦每千克開，制冷能力差，限制了其應(yīng)用。”論文第一兼通訊作者、中國科學(xué)院金屬研究所研究員李昺說。

研究人員發(fā)現(xiàn)多種塑晶都可以在極小壓力的驅(qū)動下獲得巨大熵變，其中一種材料名為新戊二醇，制冷能力較以往的固態(tài)相變制冷材料大大提升。這種優(yōu)異性質(zhì)要?dú)w因于塑晶的獨(dú)特分子結(jié)構(gòu)：塑晶高度無序，即分子取向排列不規(guī)則。這種無序結(jié)構(gòu)很容易被壓縮，相對較小的壓力便能誘導(dǎo)這些取向無序的分子產(chǎn)生規(guī)則排列，從而產(chǎn)生大幅度的熵變。

李昺指出，該研究中所報道的塑晶具有原材料豐富、環(huán)境友好和能耗低等優(yōu)點(diǎn)，在制冷領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。（科技日報）

蘭州化物所制備出高強(qiáng)度、耐溶脹水凝膠

據(jù)報道，近日，中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所研究員王曉龍團(tuán)隊(duì)，基于生物兼容的人工合成高分子和天然活性大分子制備物理交聯(lián)水凝膠的策略，成功開發(fā)了聚乙烯醇（PVA）+κ-卡拉膠的復(fù)配水凝膠墨水。借助墨水直寫（Direct ink writing）打印技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜水凝膠結(jié)構(gòu)的精細(xì)打印制備，包括水凝膠管、三維支架以及耳朵等。通過冷凍-解凍循環(huán)后處理技術(shù)，在水凝膠結(jié)構(gòu)中形成物理交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，從而制備出高強(qiáng)度、耐溶脹的水凝膠。更重要的是，該水凝膠經(jīng)純物理過程制備，沒有反應(yīng)副產(chǎn)物或者殘余有毒物質(zhì)，并且κ-卡拉膠具有良好的生物活性，所制備的三維水凝膠支架可以直接用于3D細(xì)胞培養(yǎng)，在骨組織再生、皮膚修復(fù)方面具有重要的應(yīng)用價值。

該方法還可以拓展至其他的水凝膠體系，包括殼聚糖、明膠和瓊脂等。進(jìn)一步研究具有優(yōu)良機(jī)械性能、生物兼容性和生物活性的水凝膠，并結(jié)合先進(jìn)的3D打印技術(shù)，有望為組織工程、藥物釋放、骨再生以及醫(yī)學(xué)植入體等方面提供重要的機(jī)遇。（中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所）

蘭州石化加快向“材料型”升級

據(jù)報道，蘭州石化為改變目前乙烯單套能力較小、高端產(chǎn)品比例偏低的現(xiàn)狀，該公司加快建設(shè)重點(diǎn)項(xiàng)目，深化結(jié)構(gòu)調(diào)整，積極開發(fā)綠色環(huán)保產(chǎn)品，推進(jìn)企業(yè)由“燃料型”向“材料型”轉(zhuǎn)變。

2019年是蘭州石化重大煉化升級轉(zhuǎn)型項(xiàng)目建設(shè)集中期，公司將建成投產(chǎn)長汀催化劑、90萬t/a催化柴油加氫改質(zhì)等7個重點(diǎn)項(xiàng)目，推進(jìn)長慶乙烷制乙烯項(xiàng)目等工程，加快論證40萬t/a潤滑油加氫異構(gòu)脫蠟、20萬t/a苯乙烯等8個結(jié)構(gòu)優(yōu)化項(xiàng)目，并同時謀劃儲備渣油加氫、丁基橡膠等10個長遠(yuǎn)規(guī)劃項(xiàng)目。

在資源配置和結(jié)構(gòu)優(yōu)化過程中，蘭州石化充分發(fā)揮煉化一體化優(yōu)勢，落實(shí)控油增化舉措，做強(qiáng)做大航煤、潤滑油基礎(chǔ)油等特色產(chǎn)品，抓好柴油加氫改質(zhì)開工，做好重催裝置MIP改造后優(yōu)化運(yùn)行，提升化工產(chǎn)品高附加值比例，使品牌化率達(dá)40%以上。

開展重大專項(xiàng)科技攻關(guān)是蘭州石化轉(zhuǎn)型升級的又一著力點(diǎn)。該公司深入開展重質(zhì)原油加工利用、聚烯烴特牌產(chǎn)品高剛性低氣味、合成橡膠產(chǎn)品質(zhì)量升級、催化劑混合配伍技術(shù)等重大難題攻關(guān)，同時加大新產(chǎn)品開發(fā)，特別是茂金屬、鉻系、高潔凈聚乙烯以及高壓電纜料、微晶電子膜料、“三高一低”聚丙烯系列、高壓耐油膠管丁腈橡膠等，全面提升產(chǎn)品的競爭力。（中國化工報）

特種聚丙烯酰胺實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)

據(jù)報道，河南億群環(huán)?？萍加邢薰鹃_發(fā)的特種聚丙烯酰胺在產(chǎn)品質(zhì)量、應(yīng)用領(lǐng)域及性價比方面可與國外同類產(chǎn)品齊驅(qū)并駕，某些性能甚至超過國外產(chǎn)品，可使污水預(yù)處理環(huán)節(jié)的成本大大降低。

據(jù)了解，長期以來，國內(nèi)聚丙烯酰胺一般用于技術(shù)要求低的后端污水處理工序，如外排口水處理等。由于污水處理前端工序條件苛刻，對絮凝劑要求較高，一旦有異常波動則會影響正常生產(chǎn)。而前端工序用絮凝劑，即特種聚丙烯酰胺的水處理藥劑市場一直被德國、法國等國際化工巨頭所占據(jù)，其生產(chǎn)技術(shù)也一直被壟斷。

為此，河南億群環(huán)?？萍加邢薰径麻L彭益云組建了一支由北京科技大學(xué)、清華大學(xué)、中國科學(xué)院、中南大學(xué)博士后組成的高學(xué)歷研發(fā)團(tuán)隊(duì)來開發(fā)特種聚丙烯酰胺生產(chǎn)技術(shù)。該團(tuán)隊(duì)歷時20年，終于突破了國外技術(shù)封鎖，掌握了特種聚丙烯酰胺生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)。

彭益云表示，該公司研發(fā)的特種聚丙烯酰胺干粉產(chǎn)品具有4大優(yōu)勢：一是產(chǎn)品水溶性好，溶解速度快、溶解只需5min，可為污水預(yù)處理節(jié)約近70%時間，同時節(jié)省絮凝劑的制備投資；二是反應(yīng)時間短，產(chǎn)品僅需3s就可與污水中多種固體懸浮物快速結(jié)合、絮凝、沉淀并穩(wěn)固，同時保證生產(chǎn)正常進(jìn)行；三是投料用量少，比進(jìn)口產(chǎn)品用量省一半，產(chǎn)品性價比高，可使企業(yè)噸污水處理成本下降20%；四是耐高溫、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等，惡劣環(huán)境不影響產(chǎn)品使用效果，還可節(jié)約常規(guī)酸堿中和車間的大規(guī)模投資。（中國化工報）