來源：中國合成樹脂網 2022-03-10 10:17:19
日前，科技部印發了24個“十四五”國家重點研發計劃重點專項2022年度項目申報指南(征求意見稿），重點針對專項指南方向提出的目標指標和相關內容的合理性、科學性、先進性等方面聽取各方意見。本文整理了涉及塑料行業關于“先進結構與復合材料”部分項目國家重點研發計劃（以下序號為通知原稿序號）。詳情如下所示。
1.高性能高分子材料及其復合材料
1.1大絲束碳纖維及復合材料低成本高效制備技術（典型應用示范）
研究內容：針對現代交通和能源裝備等對低成本輕量化發展需求，開展大絲束（48K及以上）碳纖維大規模高效率高穩定性和高適配性制備、大絲束纖維展紗和織造損傷控制、可調幅寬多軸向織物裝備及織物高效率穩定制備、大克重比長適用期非熱壓灌成型預浸料設計和制備等技術研究，形成相應材料標準和工藝規范，建立應用數據集；開展大絲束碳纖維及織物大斷面多腔異型復雜結構件快速拉擠成型技術和大克重比預浸料大型復雜構件真空成型技術研究，完成高速軌道交通、風電葉片、無人機、商用車輛典型構件設計和性能驗證。
考核指標：大絲束碳纖維：單線產能≥2000噸/年(48K及以上)，最大線速度可達15米/分鐘，拉伸強度≥4000兆帕，模量220-260吉帕（可調）；多軸向織物：門幅寬度在50-100英寸（1270-2540毫米）可調；預浸料：單位面密度精度±2.5%，真空成型20毫米復合材料板孔隙率≤1.5%，層間剪切強度≥70兆帕；拉擠制品：制件寬度≥500毫米、厚度≥100毫米，腔體數量≥4個，拉擠成型效率≥0.3米/分鐘，孔隙率≤2%；典型構件：滿足高速軌道交通、風電葉片、無人機、商用車輛應用的設計要求，減重效率達到20%以上，較小絲束纖維（12K及以下）和織物及傳統熱壓成型成本降低50%以上；形成5-7項標準或規范。
1.2特種工程塑料薄膜制備技術開發與產業化（共性關鍵技術）
研究內容：針對高性能裝備輕量化對于耐高溫、耐老化、高強度超薄工程塑料薄膜的需求，開展芳雜環薄膜專用樹脂的結構設計，研究芳雜環聚合物縮聚反應中的副反應機理及其對聚合物鏈結構、聚集態結構及宏觀物理性能的影響規律，優化并確定樹脂合成、精制及后處理工藝參數，實現產品批次穩定性精細控制，突破反應放大過程中的聚合物結構、組成精細控制技術、專用料復配技術以及加工穩定性控制技術，完成高性能薄膜的連續加工，并在軌道交通、空天裝備和電子電氣等領域通過驗證。
考核指標：半結晶型聚芳醚酮薄膜專用料玻璃化轉變溫度和熔點分別大于150攝氏度和370攝氏度，拉伸強度≥110兆帕，無定形聚芳醚酮薄膜專用料玻璃化轉變溫度≥260攝氏度，拉伸強度≥100兆帕，建成100噸/年薄膜專用樹脂的示范生產線；高性能聚芳醚酮薄膜拉伸強度≥90兆帕、厚度≤6微米，建成1萬平方米/年生產示范裝置；形成2-3項薄膜的生產和應用規范或者標準。
1.5聚乳酸的規?；苽浼夹g及關鍵單體丙交酯的一步法產業示范（典型應用示范）
研究內容：針對生物降解聚乳酸產業發展中的規模化放大、丙交酯可控制備和應用推廣等關鍵瓶頸問題，開發聚乳酸規?；a工藝高效催化體系，設計并優化脫水、裂解與聚合過程中的裝備與工藝參數，降低反應過程中聚合物的消旋化，解決15萬噸級規模聚合過程中的傳質、傳熱、反應活性等核心問題，制備高旋光純度、高分子量、窄分布、低單體含量樹脂；研究乳酸“一步法”制備聚合級丙交酯的催化關鍵工藝技術，明晰催化劑結構-催化條件-產物性能間的關系，建立千噸級中試示范生產線；開展高性能聚乳酸改性樹脂研究，優化成核劑、擴鏈劑等助劑體系以及成型工藝，制備具有優異力學強度、高耐熱、高抗沖改性樹脂，應用于工程塑料領域，開發聚乳酸淋膜、雙向拉伸膜以及熔噴非織造布等成型工藝研究，拓展聚乳酸應用領域。
考核指標：建立15萬噸/年聚乳酸產業化生產線。聚乳酸熔體流動速率2-5克/10分鐘（190攝氏度，2.16千克），單體殘留量≤0.5%，旋光純度≥99.5%，熔點≥178攝氏度；建立不低于1千噸/年一步法丙交酯示范生產線，停留時間≤30分鐘，全程收率≥98%，丙交酯純度≥99.5%；聚乳酸工程塑料專用樹脂，拉伸強度≥100兆帕，缺口沖擊強度≥12千焦/平方米，維卡軟化溫度≥200攝氏度，濕熱老化500小時后拉伸強度保持率≥90%；聚乳酸紙塑復合材料：剝離力≥1牛/15毫米，聚乳酸雙向拉伸薄膜：拉伸強度≥100兆帕，斷裂伸長率≥20%，霧度≤5%，聚乳酸熔噴非織造布：克重≤40克/平方米，濾效≥99.5%（0.3微米）。
5.先進工程結構材料
5.2海洋工程用熱塑性復合材料筋材及其應用技術研究（典型應用示范）研究內容：針對海洋工程建設對高耐腐蝕與長壽命結構材料的需求，研發纖維增強聚丙烯/尼龍基等熱塑性樹脂基復合材料筋材的高效制備成型技術；研究海洋環境下熱塑性復合材料筋材的長期性能及其提升關鍵技術；研究預應力與非預應力熱塑性復合材料筋材增強混凝土結構的設計方法與工業化建造技術；開展熱塑性復合材料筋材在海港碼頭等海洋工程建設中的示范應用。
考核指標：研制出具有自主知識產權的熱塑性復合材料筋材制備裝備1套，筋材成型速率≥0.5米/分鐘；筋材最大規格公稱直徑≥20毫米，筋材纖維浸漬度≥90%、纖維體積含量≥60%；碳纖維筋材的拉伸模量≥130吉帕、拉伸強度≥2400兆帕；玻璃纖維筋材拉伸模量≥50吉帕、拉伸強度≥800兆帕，熱成型彎折段的拉伸強度≥40%直筋強度；帶肋筋材與混凝土的平均粘結強度≥8兆帕；預應力筋材用工程化錨具體系的錨具效率系數≥0.95；碳纖維與玻璃纖維筋材60攝氏度海水浸泡2000小時后拉伸強度保留率分別≥90%與≥80%；海洋環境下碳纖維與玻璃纖維筋材的長期拉應力限值分別≥70%與≥30%拉伸強度標準值；開發熱塑性復合材料筋材制備新技術、新產品≥4項，編制產品、海洋工程結構設計等標準≥2部,實現在海港碼頭、海洋平臺等海洋工程建設中的示范應用≥4項（至少1項采用工業化建造技術）。
7．基于材料基因工程的結構與復合材料
7.6基于智能化設計與制備的樹脂基復合材料研發（共性關鍵技術）
研究內容：面向空間應用領域等重大工程對樹脂基先進復合材料與構件制備自主可控的重大需求，針對該類材料高性能化、輕量化和大尺寸結構制造及性能穩定性的迫切要求，突破自動化與智能化實驗技術，開發制備樹脂基復合材料的標準化和智能化裝備；開發數據自動采集技術，建立材料數據庫；發展具有自動適應和自主決策能力的機器學習算法，突破樹脂基復合材料設計和優化中的多目標、多變量、偏好性和動態性等技術瓶頸；研究材料強度、模量、韌性等服役性能與材料成分、結構、加工工藝、微觀形貌的關聯規律，建立材料自主設計和優化迭代的智能化開發流程和應用平臺；開發應用于空間應用領域新型高性能樹脂基復合材料產品。
考核指標：開發樹脂基復合材料標準樣品自動化制備實驗裝置≥2臺（套），建立樹脂基復合材料數據庫1個和涵蓋從材料設計到應用全流程的智能化研究平臺1個；開發2-3種高性能樹脂基復合材料，室溫拉伸強度≥1800兆帕，拉伸模量≥100吉帕，層間剪切強度≥80兆帕；1.8兆帕下熱變形溫度≥300攝氏度，耐低溫性能≤-100攝氏度。應用于火箭等飛行器關鍵部件，滿足溫度沖擊、加速度、振動等工況實驗要求，完成裝機裝配和地面試驗驗證。
8.青年科學家項目
8.1高性能芳雜環聚合物結構設計與纖維成型新方法
研究內容：針對空天裝備等領域對高性能有機纖維的需求，設計新型芳雜環聚合物，開發合成新方法，改善聚合物溶解性及加工性，研究纖維制備過程中溶膠-凝膠轉變、高分子鏈結構及凝聚態結構演變規律，揭示多級結構與纖維性能的內在關系，獲得耐候性好、強度高和界面性能優良的高性能芳雜環纖維及制備技術?？己酥笜耍涸O計3-5種新型芳雜環聚合物分子和新合成方法，芳雜環聚合物纖維斷裂強度≥4.5吉帕，初始模量≥200吉帕，起始分解溫度≥500攝氏度，玻璃化轉變溫度≥300攝氏度，復合材料界面剪切強度較PBO纖維增強材料提高≥20%，紫外老化性能較PBO纖維提升≥30%。
8.2高耐磨聚四氟乙烯專用料及其在軸承領域應用
研究內容：針對耐磨潤滑軸承領域對高性能氟碳基特種工程塑料的需求，開發聚四氟乙烯（PTFE）及其專用料改性技術，研究材料結構與線膨脹系數、抗蠕變性能、耐磨性能之間的關系，研究多尺度、復雜體系增強復合材料耐蠕變、耐磨損性、載荷性的調控機制，通過對相關樹脂進行結構設計、聚合體系改進和后處理工藝優化，得到適合于軸承應用專用樹脂，并在耐磨潤滑軸承領域得到試用。
考核指標：PTFE改性材料性能達到：拉伸強度≥30兆帕,摩擦系數≤0.04，磨損量<1×10-5立方毫米/(?！っ?，邵氏硬度≥50兆帕，導熱系數≥0.35瓦/(米·開爾文)（125-250攝氏度），含水率<0.015wt%，收縮率<4.0%，完成高性能氟碳基樹脂在下游軸承等領域的應用評價。
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