化工儀器網(wǎng)手機(jī)版
移動(dòng)端訪問更便捷
今日焦點(diǎn) Today's Focus
查看更多+-
干貨滿滿！“第四屆地質(zhì)與稀土樣品處理及檢測技術(shù)專場線上研討會(huì)”邀你報(bào)名
2025年5月15日14：00，化工儀器網(wǎng)特舉辦“第四[詳細(xì)]
新技術(shù)助力耐火聚合物 具有先導(dǎo)保障作用的高性能材料問世
2022年08月25日 11:05:35
來源：化工儀器網(wǎng) 作者：羊舌木 點(diǎn)擊量：4345
近日，東華大學(xué)教授游正偉團(tuán)隊(duì)研制出一種基于高性能液晶聚芳酯醚（LCPAEE）的本征型耐火材料。
【化工儀器網(wǎng) 項(xiàng)目成果】隨著通訊、互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)育而生，傳感器和微型器件得到了大規(guī)模應(yīng)用，如何為這些微型器件充電，成為了一個(gè)難題。摩擦納米發(fā)電機(jī)是一種全新的機(jī)械能收集技術(shù)，可以從周圍環(huán)境中收集各種形式的機(jī)械能，包括人體運(yùn)動(dòng)、機(jī)械振動(dòng)、輪胎旋轉(zhuǎn)、水滴/水流、風(fēng)能等，并將其直接轉(zhuǎn)化為電能。
摩擦納米發(fā)電機(jī)與電子發(fā)電機(jī)最大的不同是，電子發(fā)電機(jī)是利用磁場變化進(jìn)行發(fā)電的，而摩擦納米發(fā)電機(jī)是基于位移電流發(fā)電的，即隨時(shí)間變化的電場而產(chǎn)生的感應(yīng)電流，以及介質(zhì)極化所引起的靜電荷微小位移所產(chǎn)生的電流。從物理效應(yīng)來看，它是基于兩種材料的接觸摩擦，產(chǎn)生靜電感應(yīng)并對外輸出電流。
摩擦納米發(fā)電機(jī)能安全環(huán)保地收集能源，但其不可或缺的組成部分——摩擦電聚合物多數(shù)都不耐火。相關(guān)文獻(xiàn)顯示，當(dāng)溫度超過200攝氏度時(shí)，摩擦納米發(fā)電機(jī)的電輸出性能即出現(xiàn)大幅下降。如果處在火焰中，普通摩擦納米發(fā)電機(jī)所用的聚合物材料會(huì)卷曲變形，甚至燃燒損毀，均無法再次使用。常用的耐火材料研制策略是向聚合物中加入共混型或共聚型阻燃劑，這常會(huì)犧牲材料原有加工性能和機(jī)械性能，因此開發(fā)新型耐火聚合物是迫切需求也是巨大挑戰(zhàn)。
盡管科學(xué)家通過添加阻燃劑等方式，開發(fā)出一些阻燃聚合物材料，但其往往制備過程繁雜，同時(shí)副產(chǎn)物難以處理。一方面制備摩擦電聚合物的聚合物材也容易在燃燒時(shí)會(huì)被破壞，導(dǎo)致其無法再使用。另一方面，如果采用傳統(tǒng)的風(fēng)冷、水冷等降溫技術(shù)，將導(dǎo)致摩擦電聚合物器件尺寸增大，大大降低其使用便捷性和應(yīng)用范圍。因此，開發(fā)阻燃抗熔滴聚合物非常必要。
近日，東華大學(xué)教授游正偉團(tuán)隊(duì)研制出一種基于高性能液晶聚芳酯醚(LCPAEE)的本征型耐火材料。LCP本身是一種本征型阻燃高分子，未添加任何阻燃劑，因此在燃燒情況下仍能保持摩擦電輸出性能。該種材料采用一步法熔融聚合反應(yīng)制備或溶液法加工成型，和聚酰亞胺或芳綸等使用強(qiáng)腐蝕性或極性溶劑進(jìn)行多步合成加工成型相比。其制備過程更簡單、技術(shù)操作難度小，并且該反應(yīng)的副產(chǎn)品是醋酸，可以很方便地冷凝收集并再利用，避免出現(xiàn)傳統(tǒng)方法中溶劑回收問題。
高剛性主鏈結(jié)構(gòu)賦予研究合成的LCPAEE出色的本征型耐火和抗滴落性能。由LCPAEE制成的LCP-摩擦納米發(fā)電機(jī)在火焰中(520攝氏度以上)燃燒16秒后，其電輸出性能仍保持在65%以上，優(yōu)于以往報(bào)道的阻燃摩擦納米發(fā)電機(jī)。
與此同時(shí)，研究團(tuán)隊(duì)還提出了一種新的設(shè)計(jì)理念，通過使用非線性骨架來改善分子鏈運(yùn)動(dòng)和偶極極化，從而有效解決聚合物材料長期相互矛盾的介電常數(shù)與耐火性問題。這種LCPAEE表現(xiàn)出高介電常數(shù)(4.8)，比典型LCP高60%，同時(shí)能保持優(yōu)異的熱穩(wěn)定性(大于450攝氏度)和自熄特性。由此制得的本征型耐火LCP-摩擦納米發(fā)電機(jī)表現(xiàn)出高電輸出性能。
新型本征型阻燃高性能液晶聚芳酯醚不但有出色的介電性能和耐火性，還具備優(yōu)良加工性和高強(qiáng)度、高模量、高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，可為未來新一代航空航天和尖端科學(xué)提供有先導(dǎo)保障作用的高性能材料，其分子設(shè)計(jì)理念也為其他高性能材料研制提供參考。在電子電器領(lǐng)域，LCP材料可應(yīng)用于高密度連接器、線圈架、線軸、基片載體、電容器外殼等；在汽車工業(yè)領(lǐng)域，LCP可用于汽車燃燒系統(tǒng)元件、燃燒泵、隔熱部件、精密元件、電子元件等；在航空航天領(lǐng)域，可用于雷達(dá)天線屏蔽罩、耐高溫耐輻射殼體等方面。
(資料來源：中國科學(xué)報(bào))
相關(guān)閱讀 Related Reading
查看更多+-
機(jī)車車輛新一代牽引制動(dòng)測試系統(tǒng)中標(biāo)結(jié)果公告
項(xiàng)目名稱：機(jī)車車輛新一代牽引制動(dòng)測試系統(tǒng)采購項(xiàng)目，項(xiàng)目編號(hào)：0747-2540SCCZBA82，招標(biāo)范圍：機(jī)車車輛新一代牽引制動(dòng)測...2025-05-12 10:47:35 -
2025中國地球物理學(xué)會(huì)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)開始推薦和申報(bào)
為做好2025年度中國地球物理學(xué)會(huì)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)申報(bào)和推薦工作，近日，中國地球物理學(xué)會(huì)發(fā)布《關(guān)于推薦和申報(bào)2025年中國地球物理學(xué)會(huì)科...2025-05-12 10:39:05 -
5月20日正式施行！國務(wù)院發(fā)布民營經(jīng)濟(jì)促進(jìn)法有關(guān)情況
《中華人民共和國民營經(jīng)濟(jì)促進(jìn)法》擬于今年5月20日起正式施行。2025-05-09 13:22:18 -
規(guī)范生產(chǎn)考核巡查工作 中辦國辦印發(fā)《安全生產(chǎn)考核巡查辦法》
近日，中共中央辦公廳、國務(wù)院辦公廳印發(fā)《安全生產(chǎn)考核巡查辦法》。2025-05-08 14:28:09 -
浙江省科技廳發(fā)布應(yīng)用基礎(chǔ)研究計(jì)劃 支撐高水平科技自立自強(qiáng)
浙江省科技廳發(fā)布《浙江省應(yīng)用基礎(chǔ)研究計(jì)劃項(xiàng)目管理辦法(試行)》，旨在強(qiáng)化基礎(chǔ)研究，促進(jìn)學(xué)科發(fā)展，推動(dòng)人才培養(yǎng)，自2025年6月1日...2025-05-08 10:13:58 -
關(guān)注這15類重點(diǎn)情形！三部門聯(lián)合開展市場準(zhǔn)入壁壘清理整治行動(dòng)
近日，三部門聯(lián)合開展市場準(zhǔn)入壁壘清理整治行動(dòng)，為期半年，結(jié)束后轉(zhuǎn)為常態(tài)化機(jī)制。2025-05-07 13:47:13
版權(quán)與免責(zé)聲明
- ①凡本網(wǎng)注明“來源：化工儀器網(wǎng)”的所有作品，均為浙江興旺寶明通網(wǎng)絡(luò)有限公司-化工儀器網(wǎng)合法擁有版權(quán)或有權(quán)使用的作品，未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其他方式使用上述作品。已經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)使用作品的，應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使用，并注明“來源：化工儀器網(wǎng)”。違反上述聲明者，本網(wǎng)將追究其相關(guān)法律責(zé)任。
- ②本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其他來源（非化工儀器網(wǎng)）的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)和對其真實(shí)性負(fù)責(zé)，不承擔(dān)此類作品侵權(quán)行為的直接責(zé)任及連帶責(zé)任。其他媒體、網(wǎng)站或個(gè)人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時(shí)，必須保留本網(wǎng)注明的作品第一來源，并自負(fù)版權(quán)等法律責(zé)任。
- ③如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問題，請?jiān)谧髌钒l(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系，否則視為放棄相關(guān)權(quán)利。
