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高分子材料反应加工研究获系列创新成果
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高分子材料反应加工研究获系列创新成果
过4年多的联合攻关，由中国科学院长春应用化 学研究所和华东理工大学、中科院化学所、天津大学、上海交通大学、浙江大学6家单位联合承担的国家自然科学基金重大项目——“高分子材料反应加工过程的化 学与物理问题研究”取得了一系列创新性成果。该项目在近日国家自然科学基金委组织的项目验收中被评定为“特优”。
高分子材料反应加工是材料科学发展的前沿领域之一，是集高分子材料合成、制备及工程化为一体的新兴科学与技术。近20年来，欧、美、日等国家在该 领域的研发异常活跃，每年发表科学论文逾千篇。利用该技术开发出的数百种新型高分子材料已广泛应用于汽车、家电、包装、电子、信息和农业等领域。
在国家自然科学基金重大项目的支持下，2003年5月，中科院长春应用化学研究所等6家单位的科技人员开展了高分子材料反应加工过程的基础和应用基础研究。
该研究实现了苯乙烯及苯乙烯/二烯烃共聚的本体阴离子活性聚合及嵌段聚合，建成了世界上第一条嵌段聚烯烃本体聚合生产线。研发出系列新型功能单体 和引发功能单体与聚烯烃反应挤出接枝的新型催化体系，揭示了反应机理、历程及动力学特征，为实施聚烯烃功能化提供了理论基础和专利技术。该项研究发展了聚 合物熔体化学流变学实验测量与理论分析方法，揭示了流场对于聚合物熔体耦合、接枝、降解、界面等反应动力学的作用规律，开发了聚合物链形态流变计算分析平 台。
科研人员采用微观、介观、宏观数值模拟方法和计算机仿真，模拟了聚合物反应加工中化学反应动力学、伴随反应的形态生成与演变等过程，为工艺过程和 参数的设计提供了帮助和指导。设计合成出大分子示踪剂，结合计算流体动力学、多级旁路反应器模型和解卷积的方法，解决了挤出机中物料局部RTD和大分子物 料RTD测定的难题。
该项目研发出的功能化聚乙烯农用棚膜，与国内同类产品比，流滴期(表征棚膜具有亲水性的持续期)由3至4个月提高到12个月以上，消除了因流滴失 效引起的棚温下降、病虫害和瓜果蔬菜霉变腐烂等问题。利用该技术研发的新材料用于金属丝/带增强的聚烯烃连续塑料输油/气/水管比金属管更耐腐蚀，且便于 在不同地形地貌长距离铺设，保温性能好，内壁光滑不易结蜡，输油中发生的原油泄漏现象减少。该产品由长春高祥特种管道有限公司生产，在大庆、吉林、胜利、 新疆、中原等油田得到广泛应用。应用该成果制成的一次性医用输注器械与目前市场上同类产品相比，新产品对治疗心血管、肿瘤和糖尿病的药物无吸附，保证了用 药的准确性，不发生增塑剂迁移污染药液、危害患者健康的问题，无细胞毒性，无皮内刺激反应，无致敏反应，无遗传毒性，无致癌性。该成果在山东威高集团有限 公司转化，产品畅销国内外，被国家质量监督检验检疫总局授予“中国名牌产品”。
同时，该项目实施期间，共发表研究论文254篇，SCI收录210篇、EI收录233篇。出版专著、译著4部；申请专利46项，其中国际专利3 项，中国专利43项、已获权12项；获省部科技进步一等奖1项、中国分析测试协会科学技术奖(CAIA奖)一等奖1项；可推广科技成果17项、已推广7 项，产生了良好的经济效益。
另据介绍，该项目获得的理论成果发展和丰富了高分子材料科学的内涵，扩大了我国该领域在国际上的影响力，同时研发的系列功能化和高性能化高分子新 技术和新材料，也促进了我国高分子材料制备与加工技术的进步和创新，为解决我国当前高分子材料结构性短缺和结构性过剩发挥了重要作用。
高分子材料反应加工是材料科学发展的前沿领域之一，是集高分子材料合成、制备及工程化为一体的新兴科学与技术。近20年来，欧、美、日等国家在该 领域的研发异常活跃，每年发表科学论文逾千篇。利用该技术开发出的数百种新型高分子材料已广泛应用于汽车、家电、包装、电子、信息和农业等领域。
在国家自然科学基金重大项目的支持下，2003年5月，中科院长春应用化学研究所等6家单位的科技人员开展了高分子材料反应加工过程的基础和应用基础研究。
该研究实现了苯乙烯及苯乙烯/二烯烃共聚的本体阴离子活性聚合及嵌段聚合，建成了世界上第一条嵌段聚烯烃本体聚合生产线。研发出系列新型功能单体 和引发功能单体与聚烯烃反应挤出接枝的新型催化体系，揭示了反应机理、历程及动力学特征，为实施聚烯烃功能化提供了理论基础和专利技术。该项研究发展了聚 合物熔体化学流变学实验测量与理论分析方法，揭示了流场对于聚合物熔体耦合、接枝、降解、界面等反应动力学的作用规律，开发了聚合物链形态流变计算分析平 台。
科研人员采用微观、介观、宏观数值模拟方法和计算机仿真，模拟了聚合物反应加工中化学反应动力学、伴随反应的形态生成与演变等过程，为工艺过程和 参数的设计提供了帮助和指导。设计合成出大分子示踪剂，结合计算流体动力学、多级旁路反应器模型和解卷积的方法，解决了挤出机中物料局部RTD和大分子物 料RTD测定的难题。
该项目研发出的功能化聚乙烯农用棚膜，与国内同类产品比，流滴期(表征棚膜具有亲水性的持续期)由3至4个月提高到12个月以上，消除了因流滴失 效引起的棚温下降、病虫害和瓜果蔬菜霉变腐烂等问题。利用该技术研发的新材料用于金属丝/带增强的聚烯烃连续塑料输油/气/水管比金属管更耐腐蚀，且便于 在不同地形地貌长距离铺设，保温性能好，内壁光滑不易结蜡，输油中发生的原油泄漏现象减少。该产品由长春高祥特种管道有限公司生产，在大庆、吉林、胜利、 新疆、中原等油田得到广泛应用。应用该成果制成的一次性医用输注器械与目前市场上同类产品相比，新产品对治疗心血管、肿瘤和糖尿病的药物无吸附，保证了用 药的准确性，不发生增塑剂迁移污染药液、危害患者健康的问题，无细胞毒性，无皮内刺激反应，无致敏反应，无遗传毒性，无致癌性。该成果在山东威高集团有限 公司转化，产品畅销国内外，被国家质量监督检验检疫总局授予“中国名牌产品”。
同时，该项目实施期间，共发表研究论文254篇，SCI收录210篇、EI收录233篇。出版专著、译著4部；申请专利46项，其中国际专利3 项，中国专利43项、已获权12项；获省部科技进步一等奖1项、中国分析测试协会科学技术奖(CAIA奖)一等奖1项；可推广科技成果17项、已推广7 项，产生了良好的经济效益。
另据介绍，该项目获得的理论成果发展和丰富了高分子材料科学的内涵，扩大了我国该领域在国际上的影响力，同时研发的系列功能化和高性能化高分子新 技术和新材料，也促进了我国高分子材料制备与加工技术的进步和创新，为解决我国当前高分子材料结构性短缺和结构性过剩发挥了重要作用。
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