2011cb606000-高性能热塑性弹性体制备及加工应用中的科学问题

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1、项目名称：高性能热塑性弹性体制备及加工应用中的科学问题首席科学家：李伯耿浙江大学起止年限：2011.1至2015.8依托部门：教育部浙江省科技厅二、预期目标总体目标：本项目针对我国经济和高科技发展中传统橡胶高能耗、高物耗、高污染的问题，以及高性能热塑性弹性体的核心技术被国外垄断、缺乏自主创新能力的现状，以汽车、高铁、电气、特种电线电缆等高端领域所需求的高性能热塑性弹性体为对象，着重探明软硬嵌段共聚物及合金中橡塑聚合物链结构的可控制造规律，揭示软硬嵌段共聚物及橡塑共混物在制备与加工过程中的相态结构演变规律，阐明这种相态结构与机械物理性能间的

2、内在关系等关键的科学问题；突破国外的技术封锁，实现高性能聚烯烃弹性体（POE、OBC）、热塑性硫化橡胶（PTV）等制备过程的自主开发，开辟高性能TPO制造的串级催化聚合新技术、高性能TPS制造的活性乳液聚合新技术；提出热塑性弹性体制备与加工的新理论、新方法和新工艺，为我国高性能热塑性弹性体制备与加工技术的重大突破奠定科学基础。五年预期目标:分两个阶段：第一阶段（前二年）：首先，对一些既有重要产业化前景，又有重要理论意义的前沿科学问题进行研究，争取有所突破。前二年，我们将重点针对高性能“热塑性聚烯烃弹性体（TPO）”、“热塑性硫化橡胶（TP

3、V）”来开展研究工作。TPO、TPV广泛用于汽车、电线电缆等领域。普通的TPO我国虽已有较大规模的生产，但因采用机械共混法，不仅性能较差，而且所用的聚烯烃弹性体几乎全要靠进口；TPV我国还处于小规模生产阶段，产品系列和质量与国外品牌仍有差距。我们将首先研究合金型TPO制备的反应器内合金化技术，在前期工作的基础上，进一步优化催化剂的组分与载体结构，平衡产品的刚韧性；同时，在前期工作的基础上，进一步优化TPV的配方、工艺和关键装备等动态硫化反应条件。使两种新型TPV产品的性能达到或超过国际先进水平。此外，我们也期望在TPS的活性乳液聚合法制备

4、、活性配位聚合法制备，POE的串级催化聚合法制备，其他多种新的嵌段型热塑性弹性体的制备及各类热塑性弹性体的加工流变学研究等方面有所突破。在这个阶段，我们的目标是，在形成一批具有我国独立知识产权的专利成果的同时，在本专业的国际一流刊物上发表高水平的研究论文。第二阶段（后三年）：在前二年的基础上，进一步聚焦研究方向，浓缩课题。集中财力、人力和物力就本项目中已经有所突破的理论课题及其应用进行联合研究，以期对我国热塑性弹性体产业的发展产生实质性的推动作用，并在一些重大的前沿基础研究领域形成在国际上有重要影响的、起引领作用的研究方向。在这个阶段，我

5、们期望在高性能TPS的制备、POE或OBC的制备和一些新的嵌段型热塑性弹性体的制备方面，以及多相体系流变学的理论研究上有重要的突破，从而运用到高性能TPS、TPO制备与加工技术的开发。这阶段的重点将在高性能嵌段型热塑性弹性体的开发方面。我们希望，通过本项目的实施，填补我国高性能聚烯烃弹性体生产的空白，并形成活性乳液聚合、串级催化聚合两项全新的高性能嵌段型热塑性弹性体制备技术。在形成一批具有我国独立知识产权的专利成果的同时，在本专业的国际一流刊物上发表高水平的研究论文。通过本项目的实施，我们将实现POE、TPO（反应器内合金化方法）、TPS

6、（活性乳液聚合方法）和TPV等四种热塑性弹性体的批量制备，并达到如下主要技术指标：1）POE门尼粘度（ML1+4@121℃）≥2拉伸强度：≥2MPa断裂伸长率：≥550%2）TPO乙烯含量≥20%3）TPS分子量：>80,000g/mol耐油性：与丁腈胶相当拉伸强度：≥10Mpa断裂伸长率：≥250%耐热性：塑料相玻璃化温度≥120℃或熔点≥150℃低温特性：橡胶相玻璃化温度≤-30℃4）TPVIIR/PATPV：硬度（邵A）：50±5；拉伸强度≥5MPa，断裂伸长率≥300%；撕裂强度≥26KN/m；60℃气体渗透系数≤0.3(cm3·

7、mm(m2·24h·mmHg))NBR/PPTPV：硬度（邵A）：83±3；拉伸强度≥8.8MPa；断裂伸长率≥290%；撕裂强度≥30KN/m；压缩永久变形（125℃*70h）≤47％；32#机油中120℃*24h浸泡后体积变化率不超过10%，硬度变化小于10。通过本项目的实施，我们期望汇集一支聚合反应催化剂开发、聚合物分子设计与定向制备、聚合反应工程研发、聚合物结构与性能表征、聚合物成型加工等领域具国际先进水平的研究人员队伍，培养和稳定一支从事高性能热塑性弹性体基础研究和开发的精干队伍，以适应我国热塑性弹性体行业赢得国际竞争的战略需求

8、。三、研究方案本项目拟以基础理论研究为龙头，以热塑性弹性体中应用面最广、我国经济和高科技发展最为急需的高性能POE、TPO、TPS和TPV为主要着力点，以它们所共有的软硬两相聚集态结构为项目的