化工新型材料

新材料助碳纤维“甩掉”传统涂层

据报道，日前，英国科研人员开发了一种碳纳米管功能材料，能取代传统碳纤维表面被称作“聚合物浆料”的涂层。

提升轻量级自行车和网球拍强度的碳纤维增强聚合物（CFRP）材料，因其超轻超强特性在航空航天工业中颇受欢迎。英国萨里大学高级技术研究所、布里斯托尔大学创新与科学高级复合中心与航空航天公司庞巴迪公司研究人员合作，开发出的这种新型聚合物能增强电导率和热导率，还能将传感器和能量采集器等小工具直接嵌入到材料中。

发表在《科学报告》杂志上的相关文章称，研究人员用化学气相沉积工艺，在敏感温度的碳纤维基板上生长出大面积、高质量的碳纳米管，且不容易降解。虽然这项工作并非第一次将碳纳米管纳入聚合物复合材料，但却是第一次声称能直接取代聚合物浆料。

领导此项研究的拉维·席尔瓦说，碳纳米管与碳纤维材料的结合，不会导致高孔隙率，即使没有用聚合物浆料，这些碳纳米管也能确保并改善碳纤维材料的机械完整性。“这非常了不起，因为此前认为，没有涂层的碳纤维很难操作，也很难将之与复合材料结合。”

据报道，这种碳纳米管改性碳纤维复合材料可以将小型电子配件纳入其中，它还具有一定的自我修复能力。（科技日报）

慕尼黑工业大学利用VABS软件设计复合材料旋翼叶片

据报道，慕尼黑工业大学（TUM）正利用AnalySwift公司的VABS软件加速复合直升机螺旋翼叶片的设计。TUM已成功将VABS软件用于各种项目，包括直升机技术研究所的极端海拔自主旋翼机研究项目（AREA）。该技术研究所隶属于机械工程系。

TUM的研究人员使用VABS辅助设计一款新型旋翼无人机的旋翼叶片，该无人机可以在极端海拔（9 000m）服役。这个项目的主要目的是搜集高海拔飞行测试的性能和自主飞行控制系统方面的知识。第二个目的是探索环境监测和搜救等其他可能的应用。据研究人员介绍，这些类旋转无人机以前并不存在，部分原因是设计方面的挑战。

AREA的旋翼叶片完全由慕尼黑工业大学的直升机技术研究所设计、构建和测试。在设计过程的主要工作都运用了VABS。运用VABS，将确定了的截面质心、剪切中心、刚度和质量性能反馈到无人直升机模型的弹性梁CAMRAD II。随后得到的截面荷载被转换回VABS，以按照复合材料失效准则考察材料框架内相应应变和应力。

VABS初步设计之后，还需要对子组件进行详细设计，以及转子叶片模具和施工文件的设计。为了确保适当的测试工序的安全操作，如计算机断层摄影、均匀叶片部分的三点弯曲试验等，需要进行纯拉伸试验检查受挤压的层压板强度测试、轴向和侧向联合荷载作用测试以及平衡盒的飞出试验。最后，在加速器作用下分析旋翼叶片的本征频率。（中国航空工业发展研究中心）

英国发现2种材料能耐近4 000℃高温

据报道，英国伦敦帝国学院官网近日发布公告称，该校研究人员发现两种能耐受近4 000℃极端高温的材料碳化钽（TaC）和碳化铪（HfC），其中碳化铪的熔点创造最高纪录，达到3 958℃。这21种耐高温材料能用于极端环境，比如新一代超音速飞机或太空飞船的热防护系统或核反应堆超热环境中的燃料涂层。

碳化钽和碳化铪本身属高温烧制的陶瓷材料，耐高温并不新鲜，但之前没有技术能在实验室检测它们的熔点，因此无法判断它们到底能耐受什么样的极端环境。发表在《科学报告》杂志上的这一最新研究，通过一种全新激光—热技术测出了碳化钽和碳化铪2种物质各自的熔点以及它们按钽和铪8∶2的比例混合在一起的熔点，分别是3 768℃、3 958℃和3 905℃。

太空飞船在高速飞行中的摩擦阻力会产生极高温度，而新发现证明，碳化钽和碳化铪的耐高温性能优于人们所知的其他任何材料，能用来研制新型太空飞船，其在大气层中像飞机一样飞行，等逐渐加速到超音速后再发射到太空。有了这些耐高温材料的保护，新飞船再也不会被离开或返回大气层瞬间的极端高热“烧毁”。

完成这一研究的伦敦帝国学院博士后奥马尔·瑟迪罗斯-巴拉扎表示，太空飞船的鼻帽和携带的科学仪器都离不开耐高温材料，而性能更加优越的碳化钽或碳化铪未来更能助力超音速飞船执行载人任务。另外，用这些材料研制的超音速飞机今后从伦敦飞到悉尼只需50min，将在世界各国开启全新商机。（科技日报）

新研究将自愈材料与离子导体“合二为一”

据报道，12月25日出版的《先进材料》杂志在一篇论文中，介绍了加州大学河滨分校科学家汪超（音译）与同行联合开发的一种拥有自愈能力的透明、高延展性导离子材料。这种材料可赋予机器人发生机械故障后的自愈能力、延长电动汽车及锂离子电池使用寿命，以及改善医学和环境监控领域中生物传感器性能等，应用潜力广泛。

自愈材料能自动修复使用造成的损耗、延长使用寿命并降低成本；而能让离子在其内流动的离子导体，在能源储存、太阳能转换、传感器和电子设备中扮演着重要角色。汪超表示：“研发集多种优越性能于一身的材料是科学界多年未解的难题，现在我们成功做到并已着手开发其相关应用。”

论文联合作者、科罗拉多大学博尔德分校副教授克里斯托弗·开普林格之前研制的离子导体，能为人造肌肉供能并用其制成透明扬声器，但出现机械故障后不能自我治愈。不能自愈的原因在于，这些聚合物内含的共价键在电化学环境下会发生反应，降低材料的性能。汪超利用离子偶极作用，让带电离子与极性分子之间耦合，从而大大提高了离子导体的稳定性，最终研制出集多种优越性能于一身的新型自愈材料。

这种橡胶类柔软材料成本低、易生产，能延展到初始长度的50倍。当剪断后，在室温下24h内即能重新连接起来（自愈），且自愈后仅5min就能再次延展2倍。

汪超团队还利用新材料开发出新型人造肌肉。这种人造肌肉由三层材料堆积而成，上下两层是能导电和自愈的新材料，中间层是透明的非导电橡胶类薄膜。他们施加电信号发现，人造肌肉能像人类二头肌一样开始活动；更重要的是，当其断裂成2段后，不依靠任何外來刺激就能恢复到与切断前相同的性能水平。（科技日报）

日本研发超薄膜状贴纸化妆品实现“可穿戴”

据日本《朝日新闻》报道，日本松下公司日前公开了尚处于研发阶段的超薄膜状贴纸，贴在皮肤上能够遮瑕。

首先，利用藏在专用镜子里的摄像头和LED光检测包括色斑、皱纹、透明度等5个关于皮肤的项目，然后，专用喷墨打印机会在大约2min里打印出配合使用者肤色及色斑大小、最长10cm的四方形贴纸。最后，使用者在贴纸上喷上水便可贴在脸上。贴纸上还可叠加涂抹其他化妆品，用水就能轻易撕掉。

美国麻省理工学院等研究团队也开发出可作为“第二层皮肤”贴合在人体上的硅胶聚合物薄膜，可帮助掩盖皱纹。薄膜具有非常好的弹性和透气性，别看厚度只有40～70μm，把它贴在皮肤上，肉眼几乎看不到，而皮肤变紧致的效果却是立竿见影。日本大型化纤纺织企业帝人则在去年就开发出了特殊纤维Raffinan。由于纤维中添加了能使肌肤表面保持弱酸性的苹果酸成分，据称，穿上它可以保持肌肤的弱酸性，同时减少外部刺激，有助防止肌肤粗糙。帝人公司称，即使洗上50次，有效成分也不会流失。

目前，采用Raffinan制成的产品相继问世，包括内衣、T恤、背心等。（新华网）

中国建材所属中国巨石在美玻纤项目正式奠基

据报道，中国建材所属中国巨石股份有限公司投资美国3亿美元建设8万t玻璃纤维生产线项目正式奠基。这意味着中国巨石在全球发达国家实现了从产品输出、外资引进向资本输出的转变，从单纯的贸易往来向产品、技术、服务、管理全方位合作的转变。

该项目是中国巨石的第2个大型海外工厂，坐落在美国南卡罗来纳州里奇兰县PINEVIEW工业区，建筑面积8万m2。中国巨石将采用最先进的技术和装备，以信息技术为支撑，实现智能设备、智能控制、智能生产、智能物流和协同制造，全面提升产品质量与生产效率。

美国是玻璃纤维的发源地，也曾是全球最大的玻纤生产国和消费国。美国玻纤工业专业化水平高、市场领域广、各类资源丰富、发展前景乐观。选择在美国建厂，一方面说明了中国巨石实施“布局国际化、市场全球化”战略，进一步融入国际市场的坚定信心，另一方面也证明了作为行业领军者的中国巨石，已经具备了在全球建设世界一流玻纤生产线的实力和能力。（中国建筑材料集团公司）

聚合物薄膜传感器可以10min检测癌细胞

据报道，扬州大学化学化工学院成功研制一种新型生物电化学检测芯片，其核心是一款基于聚合物自组装膜制备的生物电化学传感器，它将使癌细胞的检测变得如同血糖仪检查一样简单，为癌症的提早预防提供可能。

目前，国内各大医院常用的体液检测手段是免疫固定电泳法，其检测成本高、设备要求严、检测时间长，让大量的患者失去了治疗疾病的黄金时期。“我们科研团队以患者发病早期血液中会分泌出极其微量的单克隆球蛋白及游离轻链为契机，将识别此蛋白的抗体嫁接于电极表面的高分子微孔膜基体，通过二者的专一识别性，在电化学工作站的帮助下，放大成化学信号，成功实现在发病初期检查癌细胞的功能。”该项目负责人王天奕说。

此技术目前在江苏省苏北人民医院进行临床试验，从样品采集到注入、检测和医疗分析等整个过程，仅仅耗时10min，且成本低、精确性好。该项技术与医院常使用的免疫固定电泳法相比，检测灵敏性提高了500倍。不仅如此，该项技术配套的检测设备成本仅8万元，降低了检测准入，可在中小城市及偏远地区得到广泛利用。

据了解，作为一种新型生物传感器使用平台，此技术可以运用到更广阔的技术领域，如白血病、尿毒症、淋巴癌、肝癌等重症的提早诊断，甚至在环境监测、军用探测领域取得更长远的发展。目前，该团队已经发展出3代生物監测芯片，检测精度不断提升，成本也大幅下降，为工业化生产提供保证。（科技日报）

中泰化学25万吨PVC项目投产

据报道，近日，新疆中泰集团圣雄能源公司（简称“中泰圣雄能源”）氯碱二期年产25万t聚氯乙烯（PVC）、22万t烧碱项目竣工投产暨托克逊能化公司高性能树脂产业园项目启动仪式在吐鲁番市托克逊县举行。

据悉，中泰圣雄能源PVC二期项目总投资约27亿元，2012年10月开工建设，2015年9月中泰化学重组圣雄能源后，中泰化学调入管理团队，优化设计，加快项目建设，2016年10月30日投料试车。该项目采用模块化设计，设备布置紧凑、功能分区明确、集中控制。除了先进的设备外，还新增加了自主研发的双效蒸发工艺技术，实现废水循环利用，污水处理实现了循环利用，达到了零排放。

该项目投产后，可带动电石、发电的生产和煤、盐、石灰的开采，实现“产业集成、投资集中、资源集约、效益集聚”，形成煤—电—盐化循环经济产业链，可新增年销售收入18.3亿元，年利税3.68亿元。

当日，同时开工建设的托克逊能化公司高性能树脂产业园，是中泰化学为改变现有电石法PVC产品结构单一、仅有通用型品种，缺乏特种和专用功能树脂的现状，实现结构和转型升级，确定在托克逊工业园南侧区域内建设的特种新材料项目。项目终端市场产品为：本体法专用料树脂指高透光片膜袋专用料树脂、可氯化聚氯乙烯树脂、10万特种糊状树脂、5万t/年CPE（或3万t/年CPVC）、复合功能树脂、固体氢氧化钠、液氯、次氯酸钠、盐酸等。

宁波材料所在石墨烯强韧化碳纤维复合材料关键技术研究中取得进展

碳纤维复合材料因轻质高强、抗疲劳、耐腐蚀、可设计性强等一系列特性，在航空航天、汽车、船舶、能源、建筑等领域的应用与日俱增。然而，由于碳纤维表面光滑、惰性大、具有化学活性的官能团少，导致碳纤维与基体树脂之间的界面粘结强度低，界面存在较多缺陷，往往成为复合材料的薄弱环节。中国科学院宁波材料技术与工程研究所所属先进制造所复合材料智能制造与装备团队在石墨烯强韧化碳纤维复合材料关键技术方面取得了新进展。

在前期研究工作中发现，石墨烯纳米粒子接枝到碳纤维表面可以有效提高碳纤维复合材料的界面性能。为了实现石墨烯改性碳纤维的规模化路线，采用石墨烯改性上浆剂对碳纤维表面进行改性，以提高碳纤维复合材料的界面性能。研究人员通过对石墨烯表面改性，制备出在水溶液和上浆剂中均能稳定分散的石墨烯，通过对石墨烯尺寸的分级调控，制备出了表面改性的石墨烯，可以稳定分散于不同的上浆剂体系中，成功实现了石墨烯在上浆剂中的稳定分散技术。通过相反转法和自乳化法成功研发出两种具有良好稳定性的石墨烯改性上浆剂，并且有效提升了碳纤维的复合材料的界面粘结性能，而且碳纤维的上浆率低于1.5%，饱和吸水率低于2%。采用石墨烯强韧化碳纤维，优化加工成型工艺条件，得到综合性能优异的石墨烯强韧化碳纤维复合材料，复合材料层间剪切强度可达73.5MPa；型层间断裂韧性提高幅度为33.3%。（中国科学院宁波材料技术与工程研究所）

理化所燃烧合成材料制备技术研究获系列进展

燃烧合成作为一种材料制备新技术，因具有工艺简单、制备周期短且近零能耗、绿色制备等特征而得到国际材料界的广泛关注，并于近二十年来持续快速发展。

在国家自然科学基金委、科技部和中国科学院的大力支持下，中国科学院理化技术研究所（以下简称“理化所”）低温材料与应用超导研究中心功能陶瓷研究组的科研人员在燃烧合成制备热电、超导、红外及氮化物陶瓷等方面取得了一系列进展。研究人员掌握了在低温、低压条件下仍能实现自蔓延燃烧模式的反应合成的关键技术。

在燃烧合成产业化方面，在国际上首次研发成功了在大型低压反应釜中燃烧合成高品质氮化硅粉体，单釜合成量达25kg，较之国际同行企业的单釜产量（≤5kg/釜）高出5倍以上；所采用的自主研制的容积为0.8m3的反应釜，是见诸报道的容积最大的高压燃烧合成装备。俄罗斯科学院材料与结构宏观动力学研究所所长Alymov对此成果给予高度评价和关注，以上结果表明，理化所在燃烧合成陶瓷粉体材料的工程化、规模化方面居国际领先水平。（中国科学院理化技术研究所）

大庆石化乙烯今年提前达产100万t

据报道，近日，大庆石化乙烯产量再次跨越100万t关口，实现年产乙烯100.17万t，百万吨产量周期由350天缩短至329天。投产30年来，大庆石化累计生产乙烯1 400余万t。

2016年以来，大庆石化充分发挥炼化一体化优势，保证优质乙烯裂解装置原料“吃饱喝足”，努力实现创效最大化。截至11月25日，生产丙烯47.99万t，丁二烯14.49万t，25项经济技术指标中，23项超计划完成，6项指标创历史最高水平，为完成全年生产110万t乙烯目标打下坚实基础。（经济日报）

天骄化学4万t聚醚多元醇项目安装工程开工

据报道，近日，福建省天骄化学材料有限公司4万t/a聚合物聚醚多元醇及公用配套项目安装工程开工。

该项目位于福建省泉州市泉港區石化园区南山片区，是天骄化学材料公司的一期工程，项目在传统的间歇法聚合物多元醇合成工艺的基础上采用多釜连续化生产先进技术，制造高固含量的聚合物多元醇，建成后将填补福建省在高端聚醚多元醇方面的空白。

中国化学工程第四建设有限公司承建的该项目安装工程，主要施工内容为工艺设备、管道、电气、仪表、通信等专业的安装及防腐、保温、保冷工程，计划于2017年3月5日竣工。针对该项目为精细化工装置，质量要求高、工期短等情况，该公司以建精品工程为目标，组织了具有丰富施工经验的资源力量进驻项目施工。（中化新网）

大庆炼化成国内首家生产RC1908低温热封膜厂家

据报道，近日，大庆炼化成为国内首家以高乙烯含量二元共聚成功生产RC1908低温热封膜的厂家，产品陆续投放市场进行试用。试用结果显示，在双向抗伸聚丙酯（BOPP）领域，产品满足厚度、成膜率、无破膜等要求，加工性能与同类进口产品指标相近，能够满足电晕层、热封层原料要求，并可作为双面热封BOPP薄膜的原料进行推广。

低温热封膜主要是同其他BOPP薄膜进行复合使用，用于镭射膜、镀铝膜等生产，随着市场对塑料薄膜需求的增长和产品性能不断提高，每年低温热封膜用量超过10万t。目前国内主要生产三元共聚低温热封膜，而大庆炼化充分利用二套聚丙烯装置Spherizone生产工艺特点，以高乙烯含量二元共聚生产低温热封膜，有效提升产品品质，并不断拓宽产品使用领域，成为新的效益增长点。

下一步，公司技术人员将会进一步优化产品各项性能指标，并和下游厂家做深入交流探讨，拓宽应用领域，逐步固化产品应用方向，不断依靠产品品质和性能，提升市场竞争力（。中国石油报）