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經(jīng)過4年多的聯(lián)合攻關(guān)，由中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所和華東理工大學(xué)、中科院化學(xué)所、天津大學(xué)、上海交通大學(xué)、浙江大學(xué)6家單位聯(lián)合承擔(dān)的國(guó)家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目——“高分子材料反應(yīng)加工過程的化學(xué)與物理問題研究”取得了一系列創(chuàng)新性成果。該項(xiàng)目在近日國(guó)家自然科學(xué)基金委組織的項(xiàng)目驗(yàn)收中被評(píng)定為“特優(yōu)”。

    高分子材料反應(yīng)加工是材料科學(xué)發(fā)展的前沿領(lǐng)域之一，是集高分子材料合成、制備及工程化為一體的新興科學(xué)與技術(shù)。近20年來，歐、美、日等國(guó)家在該領(lǐng)域的研發(fā)異�；钴S，每年發(fā)表科學(xué)論文逾千篇。利用該技術(shù)開發(fā)出的數(shù)百種新型高分子材料已廣泛應(yīng)用于汽車、家電、包裝、電子、信息和農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。

    在國(guó)家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目的支持下，2003年5月，中科院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所等6家單位的科技人員開展了高分子材料反應(yīng)加工過程的基礎(chǔ)和應(yīng)用基礎(chǔ)研究。

    該研究實(shí)現(xiàn)了苯乙烯及苯乙烯/二烯烴共聚的本體陰離子活性聚合及嵌段聚合，建成了世界上第一條嵌段聚烯烴本體聚合生產(chǎn)線。研發(fā)出系列新型功能單體和引發(fā)功能單體與聚烯烴反應(yīng)擠出接枝的新型催化體系，揭示了反應(yīng)機(jī)理、歷程及動(dòng)力學(xué)特征，為實(shí)施聚烯烴功能化提供了理論基礎(chǔ)和專利技術(shù)。該項(xiàng)研究發(fā)展了聚合物熔體化學(xué)流變學(xué)實(shí)驗(yàn)測(cè)量與理論分析方法，揭示了流場(chǎng)對(duì)于聚合物熔體耦合、接枝、降解、界面等反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的作用規(guī)律，開發(fā)了聚合物鏈形態(tài)流變計(jì)算分析平臺(tái)。

    科研人員采用微觀、介觀、宏觀數(shù)值模擬方法和計(jì)算機(jī)仿真，模擬了聚合物反應(yīng)加工中化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)、伴隨反應(yīng)的形態(tài)生成與演變等過程，為工藝過程和參數(shù)的設(shè)計(jì)提供了幫助和指導(dǎo)。設(shè)計(jì)合成出大分子示蹤劑，結(jié)合計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)、多級(jí)旁路反應(yīng)器模型和解卷積的方法，解決了擠出機(jī)中物料局部RTD和大分子物料RTD測(cè)定的難題。

    該項(xiàng)目研發(fā)出的功能化聚乙烯農(nóng)用棚膜，與國(guó)內(nèi)同類產(chǎn)品比，流滴期(表征棚膜具有親水性的持續(xù)期)由3至4個(gè)月提高到12個(gè)月以上，消除了因流滴失效引起的棚溫下降、病蟲害和瓜果蔬菜霉變腐爛等問題。利用該技術(shù)研發(fā)的新材料用于金屬絲/帶增強(qiáng)的聚烯烴連續(xù)塑料輸油/氣/水管比金屬管更耐腐蝕，且便于在不同地形地貌長(zhǎng)距離鋪設(shè)，保溫性能好，內(nèi)壁光滑不易結(jié)蠟，輸油中發(fā)生的原油泄漏現(xiàn)象減少。該產(chǎn)品由長(zhǎng)春高祥特種管道有限公司生產(chǎn)，在大慶、吉林、勝利、新疆、中原等油田得到廣泛應(yīng)用。應(yīng)用該成果制成的一次性醫(yī)用輸注器械與目前市場(chǎng)上同類產(chǎn)品相比，新產(chǎn)品對(duì)治療心血管、腫瘤和糖尿病的藥物無吸附，保證了用藥的準(zhǔn)確性，不發(fā)生增塑劑遷移污染藥液、危害患者健康的問題，無細(xì)胞毒性，無皮內(nèi)刺激反應(yīng)，無致敏反應(yīng)，無遺傳毒性，無致癌性。該成果在山東威高集團(tuán)有限公司轉(zhuǎn)化，產(chǎn)品暢銷國(guó)內(nèi)外，被國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局授予“中國(guó)名牌產(chǎn)品”。

    同時(shí)，該項(xiàng)目實(shí)施期間，共發(fā)表研究論文254篇，SCI收錄210篇、EI收錄233篇。出版專著、譯著4部；申請(qǐng)專利46項(xiàng)，其中國(guó)際專利3項(xiàng)，中國(guó)專利43項(xiàng)、已獲權(quán)12項(xiàng)；獲省部科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)1項(xiàng)、中國(guó)分析測(cè)試協(xié)會(huì)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)(CAIA獎(jiǎng))一等獎(jiǎng)1項(xiàng)；可推廣科技成果17項(xiàng)、已推廣7項(xiàng)，產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

    另據(jù)介紹，該項(xiàng)目獲得的理論成果發(fā)展和豐富了高分子材料科學(xué)的內(nèi)涵，擴(kuò)大了我國(guó)該領(lǐng)域在國(guó)際上的影響力，同時(shí)研發(fā)的系列功能化和高性能化高分子新技術(shù)和新材料，也促進(jìn)了我國(guó)高分子材料制備與加工技術(shù)的進(jìn)步和創(chuàng)新，為解決我國(guó)當(dāng)前高分子材料結(jié)構(gòu)性短缺和結(jié)構(gòu)性過剩發(fā)揮了重要作用。