树脂基复合材料产业科技发展规划_热固性树脂基复合材料

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树脂基复合材料产业科技发展规划

哈尔滨工程大学结构与功能一体化材料创新团队

方双全，乔英杰

2l世纪的前20年是我国在科学技术领域赶超世界先进水平的关键时期，新材料技术作为科学技术领域发展最快的门类之一，其重要作用已受到国内外的广泛重视，并成为维护国家安全、增强综合国力的关键所在。

在新材料的复合材料领域中，树脂基复合材料是最先开发和产业化推广的，因此应用面最广、产业化程度最高。作为老东北工业基地，黑龙江省有很多从事树脂基复合材料开发、研究与使用的国有大中型企业，如哈尔滨飞机工业集团有限责任公司、哈尔滨玻璃钢研究所、哈尔滨703研究所等一大批从事飞机制造、船舶工业、石油化工等企业与科研院所。所以，大力发展树脂基复合材料，对振兴东北老工业基地有显著的意义。

哈尔滨工程大学结构功能一体化材料创新团队以国防领域“三海一核”及航天需求为背景，以国防科技领域应用为目标，跟踪国际先进水平，通过基础性研究，完善军工材料体系，增强应用基础技术和前瞻材料军事应用技术的储备与创新。

一、发展目标及各年度规划 总体目标：

以提升树脂基复合材料成型及制备技术的自主创新能力为目标，通过持久不懈的努力，持续突破核心技术，掌握关键技术，加强原始性创新，努力获得更多的技术发明，打造以研发为主体、市场为导向、应用为主线、“政产学研资”相结合的技术创新体系。

具体目标：

下面结合我们现有的基础及研究任务，列出2008~2010年度的发展目标。

1、深海探测装备用复合材料的研制

哈尔滨工程大学研究方向以国防领域“三海一核”及航天需求为背景，以国防科技领域应用为目标。课题组针对深海资源的探查、开发、施工作业的需求以及国防工业的需求，开展大深度、轻质高强、用于深海探测领域的复合材料研究。此复合材料的成功研制，将对深海探测与作业技术、海洋生物资源开发利用以及海洋环境检测等技术的发展提供先期保障材料，尤其是在建造大深度的潜器中，有着重要的作用。(1)2007年度，已完成材料结构设计和材料设计研究；(2)2008年度，拟完成材料制备技术研究；(3)2009年度，进行材料性能评价体系研究；

(4)2010年度，形成一定规模的生产能力，将制备的材料应用到实际深海装备中。

此项目的研制，不仅能够打断国外在深海装备用复合材料领域的垄断地位，并且能够促进复合材料在海洋领域的应用，具有明确的现实意义。

2、可食性全降解食品包装复合材料工业化制造

可食性降解食品包装复合材料是新世纪材料研究的前沿课题。可食性包装功能多样，无害环境，取材方便，可供食用，因此近年来发达国家食品业竞相研制开发，新产品新技术不断出现。

可食性降解包装复合材料不仅能解决污染及对石化资源的依赖，而且能增强我国的经济竞争力。我国现在加入WTO，包装行业也要迎接世界经济全球化的挑战。绿色包装成为西方发达国家阻碍发展中国家商品进入国际市场的新的挡箭牌，形成“绿色贸易壁垒”。这将会制约外贸出口发展，使我国产品走向国际市场面临巨大的困难。因此，在我国包装行业全面推广“绿色包装”势在必然、刻不容缓。

(1)2008年度

对淀粉、蛋白质、亲水胶体、纤维素进行改性，研究改性后性能变化，获得无序度高，塑性好，可食用的可食性降解食品包装复合材料的原料；

(2)2009年度

研究不同添加剂对淀粉、蛋白质、亲水胶体、纤维素基可食性食品包装材料性能的影响，获得性能优良的淀粉、蛋白质、亲水胶体、纤维素基可食性食品包装复合材料。

(3)2010年度

选择、优化天然高分子基可食性食品包装材料的制备工艺，进行设备研究及生产线研究，对现有生产线进行改装及升级，建立可食性包装复合材料示范生产线。

全世界都面临解决大量白色污染的问题，可食性食品包装将为此做出重大贡献，具有积极的社会作用。我国目前农业人口多，收入较低，解决农民问题一直是政府工作的重要内容，利用丰富的农业资源生产可食性全降解包装材料将有助于解决农民问题，具有重要的社会效益与经济效益。此外，本项目还涉及到复合材料、生物等学科知识的交叉应用，可推动我国复合材料业的发展，提高相关行业的国际竞争力。

3、高性能碳纤维的改性工作

碳纤维。碳纤维具有强度高、模量高、耐高温、导电等一系列性能，在航空航天、石油化工、交通运输等领域得到广泛应用。但中国的碳纤维总体水平还比较低，相当于国外七十年代中、末期水平，与国外差距达20 年左右。国产碳纤维的主要问题是性能不太稳定且离散系数大、无高性能碳纤维、品种单

一、规格不全、连续长度不够、未经表面处理、价格偏高等。针对这种情况，课题组拟对碳纤维进行物理(如辐照、等离子改性等)或化学改性(涂层、纳米粒子改性等)工作，提高其力学性能。

二、发展途径

深海装备用复合材料目前主要还是自主研发，拟通过国家基金资助的办法开展研发工作，并与国内进行深海探索与开采的单位展开合作。目前的难点是实际深海环境下的试验工作。

可食性全降解食品包装复合材料目前与美国长方圆高科技环保实业有限公司开展合作。该公司具有大型的生产基地，有四条完整的生产线，年生产能力可达8000吨，产值12000万元，产业规模在国内同行业中第一。公司研发部门一直致力于淀粉基降解材料的研究，在淀粉改性，生产工艺改良，设备开发等技术领域取得了重大进展，正进行专利申请，具有较好的研究基础，在此基础上进行以淀粉、蛋白质、亲水胶体、纤维素等可再生资源为原料开发可食性降解食品包装材料，能够使项目顺利进行。

高性能碳纤维的改性工作主要是通过一些国家及省市级的基金进行一些前期探索性的预研工作。

三、需要解决的技术、资金等问题

哈尔滨工程大学作为一所高等院校，主要进行一些探索性的研究，为企业进行更好的服务。希望能够以科研立项的方式，进行前期探索性与前瞻性的研究。