環保型高分子材料國家地方聯合工程實驗室

環保型高分子材料國家地方聯合工程實驗室

環保型高分子材料國家地方聯合工程實驗室(以下簡稱工程實驗室)的前身是創建于1994年的“四川大學降解與阻燃高分子材料研究中心”。經過近20年的建設與發展，先后成為四川省高校重點實驗室(2004年)、教育部工程研究中心(2007年)和國家發改委批準的國家地方聯合工程實驗室(2009年)。工程實驗室在環境友好材料領域，特別是在利用可再生的生物質資源制備生物基高分子材料、生物降解高分子材料、環境友好無鹵阻燃劑與阻燃材料、廢棄高分子材料的回收利用、建筑節能材料等領域開展了基礎研究與應用研究，開發實用技術。近年在其他功能與高性能高分子材料領域也開展了研究工作。

工程實驗室在創建者王玉忠教授的帶領下，在環境友好高分子材料領域與國外許多大學、研究機構和國內外企業建立了不同形式的合作關系，承擔各類國家和省部級計劃項目并承接國內外企業委托項目。工程實驗室不僅每年培養20名左右的研究生和30多名本科生，而且還承擔合作企業技術骨干的培訓任務，成為學校人才培養和科學研究與技術開發的重要基地之一，是“985”“高分子與特種功能材料”I類科技創新平臺和“綠色化學與清潔生產技術”II類科技創新平臺的“環境友好材料”研究領域的主要依托研究機構。

近年來，工程實驗室承擔了國家科技支撐計劃、“863”高新技術研究項目、國家自然科學基金重點項目、國家杰出青年基金及面上項目等國家級項目近40項，省部委項目20余項。在環境友好的無鹵阻燃劑與阻燃材料、生物降解聚合物材料、生物基高分子材料、廢棄高分子材料回收利用等領域取得了一系列創新成果，已申請發明專利80余項，大部分專利被實施應用，并在國內外學術刊物上發表了大量的基礎研究成果類學術論文，多項成果被同行專家評價為處于國際領先水平。獲得國家技術發明二等獎和國家科技進步二等獎各1項，省部級技術發明和科技進步獎8項。

1 團隊建設

高水平的研究隊伍是工程實驗室發展的基礎。目前工程實驗室擁有一支結構合理、具有創新活力的中青年隊伍:“長江學者”和國家杰出青年基金獲得者1名、教育部新(跨)世紀人才5名、四川省學術與技術帶頭人2名、四川省學術帶頭人后備人選3名、杜邦青年教授獎獲得者1名。工程實驗室采取開放式管理模式，實行公開競爭上崗。同時，工程實驗室還設立項目制的流動編制崗位，吸引有意完成某項具體科研任務的研發人員，包括合作企業根據合作項目需要派到工程實驗室從事研究的人員。工程實驗室除了培養博、碩士研究生和本科生科研訓練外，還接受博士后研究人員、高級訪問學者等。已形成了一支精干的從基礎研究、技術開發到工程化應用的研發隊伍，2010年入選教育部創新團隊。

2 平臺建設

目前，工程實驗室擁有高分子材料結構分析、性能測試的常用分析檢測儀器，成型加工設備和相關擴試試驗裝置。包括了紅外光譜、熒光光譜、紫外光譜、凝膠滲透色譜、氣相色譜、差示掃描量熱儀、熱重分析儀、偏光顯微鏡、微燃燒量熱儀、同步(綜合)熱分析儀、熱裂解式氣相色譜飛行時間質譜儀、錐形量熱儀、氧指數測定儀、垂直燃燒測定儀、動態熱機械分析儀、旋轉流變儀、接觸角測定儀、擠出機、吹膜流延機組、平板硫化機、注塑機等儀器及設備和高分子聚合擴試裝置，為工程實驗室的研究和開發提供了必要的支撐。

3 優勢研究領域

· 生物基與生物降解高分子材料 · 無鹵阻燃劑與阻燃材料

· 廢棄高分子材料的回收與利用 · 建筑保溫材料

4 代表性成果

無鹵阻燃劑與阻燃材料 工程實驗室針對目前不同種類和結構的高分子材料在阻燃技術領域所面臨的難題開展了系統深入的研究，從基礎研究到工程化推廣都取得了重要進展。研究開發的阻燃劑及阻燃材料涉及通用塑料、工程塑料、纖維紡織品、彈性體、不飽和聚酯與熱固性纖維復合材料、泡沫塑料等多種類型。

已開發的無鹵阻燃高分子材料體系與阻燃技術

通過選擇具有代表性的典型高分子材料，從各自燃燒和阻燃機理研究入手，對其無鹵阻燃化遇到的技術難題和瓶頸進行研究攻關，發展新的阻燃原理和方法，實現了在無鹵阻燃化的同時，對其他性能影響較小，甚至提高某些性能，并取得一系列創新成果。例如，有效解決了添加阻燃劑必然導致材料力學性能下降、不易成炭和無氧原子類高分子(如聚烯烴類)因阻燃機理不同導致的無鹵阻燃劑阻燃效率遠低于含鹵阻燃劑、纖維增強熱塑性工程塑料體系因纖維的“燭芯效應”使阻燃效率下降等阻燃領域技術難題，形成了從新型無鹵阻燃劑的設計與合成，到無鹵阻燃材料的設計與加工成型及阻燃材料應用等完整知識產權保護體系，研究成果先后獲得了2項國家獎和5項省部級成果獎。

工程實驗室十分重視科研成果的轉化，建立了成果的快速轉化機制。通過吸納行業內的一些有代表性的企業作為實驗室理事單位，建立研究成果和企業需求的互通機制，實時與企業交流。發揮工程實驗室和企業各自的優勢，合理配置各方資源，保證了科研成果能夠迅速轉化和產品的市場推廣。參與合作的多家理事單位不乏國內阻燃企業的佼佼者，也有行業內新興的后起之秀，生產的阻燃產品在國內外市場上具有較強的競爭力。

阻燃纖維與阻燃織物樣品

各類塑料用阻燃劑及阻燃母粒

工程實驗室還聯合國內阻燃研究領域知名的高校、科研院所及其他一些知名企業成立了阻燃材料與技術創新協同聯盟。通過整合優勢資源，建立協同創新模式，不僅提升了高校的創新能力，而且顯著提升了行業的整體技術水平和國際競爭力。聯盟本著“自主創新、優勢互補、深度合作、開放共享、相互促進、合作共贏”的組建原則，立足于高校和科研單位促進科技與教育密切結合，共同促進聯盟成員之間產學研的深度合作，建立多學科融合、多團隊協同、多技術集成的重大研發與應用平臺，形成產學研融合發展的技術轉移模式，為產業結構調整、行業技術進步提供持續支撐和引領，成為國家在阻燃領域的重要技術創新基地。

生物基與生物降解高分子材料 工程實驗室在生物基與生物降解高分子材料領域開展了各具特色的研究工作。通過采用生物基單體、天然大分子，設計制備了一系列性能可控的生物基脂肪族共聚酯和淀粉/纖維素/木質素無增塑劑復合薄膜等可完全生物降解材料;在可反復循環利用的可完全生物降解高分子材料——聚對二氧環己酮的單體合成與可控聚合和通用加工等方面取得了重要進展。研究成果分別獲得了四川省科技進步一等獎和教育部的技術發明一等獎。

Macromolecules封面論文

廢棄高分子回收

廢棄高分子材料的綠色回收與利用 工程實驗室針對熱固性高分子、廢舊電子電器產品中的高分子采用綠色化學回收等方法展開特色研究。在熱固性高分子回收過程中，溶液法是一種常用的方法，但該法常使用揮發性有機溶劑(如苯甲醇)，溶劑的毒性及其造成的“二次污染”嚴重阻礙了該方法的應用。而采用綠色反應溶劑很好地解決了這個問題。為有效解決熱固性樹脂造成的環境污染問題提供了新的思路。

5 對外合作與交流

工程實驗室先后與德國、英國、美國、日本、加拿大、荷蘭、韓國、澳大利亞、新加坡等國家的15所大學和研究機構建立了聯合和合作關系，并與部分學校建立了培養研究生和交換學者的機制。并與DuPont、Dow、DSM、Bayer等多家國際知名企業及20多家國內行業骨干企業建立了不同形式的合作關系，具有較高的國際影響力。多次主辦和承辦了國際學術會議，如2010、2012國際阻燃材料與技術研討會，第五屆高分子材料化學與物理回收國際研討會，第一屆生物分解塑料技術與應用國際研討會，2005兩岸三地高分子液晶與超分子有序結構學術研討會，2009、2012四川大學——仁荷大學先進高分子材料學術研討會等等。并與高分子材料領域國際著名企業美國杜邦公司合作研究開發無鹵阻燃材料。近年來，實驗室的研究人員每年都被應邀在國際學術會議上做特邀報告。

(四川大學 楊科柯)