本項成果是在國家自然科學基金重大科學儀器專項基金項目的支持下完成取得的，聚合物動態流變綜合測試儀首次將振動力場引入到擠出、混煉、注射、吹塑等加工過程模擬實驗單元中，采用先進的模塊組合結構形式，實現對聚合物及其復合材料的穩態與動態加工過程包括動態塑化擠出、動態注射、動態混煉過程進行模擬及廣義流變測量與表征，技術創新性顯著，包含有多項自主知識產權的專利技術，達到國際先進水平，是目前世界上唯一一套功能齊全、面向橡塑材料加工行業，能夠進行穩態與動態加工過程流變性能測試的儀器，可廣泛用于材料流變性能測試、材料配方設計、成型工藝優化以及產品質量控制等。該項成果對我國聚合物新型成型技術與理論研究、新裝備的開發，提高我國塑料制品生產和塑料加工設備的技術含量，提高我國塑料加工工業整體科學技術水平具有重要意義。目前該成果正在廣東省經貿委的支持下，與國內大型企業合作進行產業化開發與生產，并且于今年上半年通過了技術鑒定，其產業化將可以增強我國塑料加工行業的創新能力，有力促進塑料加工和塑料機械產業再一次的跨越式發展和石化、汽車、家電、信息等產業的發展，具有廣闊的應用前景和良好的社會經濟效益。本項成果已于2005年3月8日申請了中國發明專利：“聚合物動態注射注變特性與行為檢測方法及設備”、“注射機螺桿軸向脈動位移方法及裝置”、“聚合物及其復合材料多螺桿塑化混煉擠出方法及設備”，并分別于2007年5月和6月獲得授權。 傳統螺桿往復式注射成型過程物料主要是依靠外加熱和螺桿剪切熱的共同作用進行熔融、塑化，熔化速率低，熔體粘度大，物料受熱均勻性差，軸向溫差較大，最終結果是成型過程能耗大，注射不穩定，制品質量提高困難。脈動壓力誘導注射成型方法及設備通過將電磁場引起的振動力場引入到聚合物塑化、注射與保壓成型全過程中，進行脈動壓力誘導注射成型加工。與現有技術相比具有如下優點：設備體積重量減少45-50%，制造成本降低40%以上;能耗降低35%以上;工作可靠性高，噪音降低至75分貝以下，油污染少;塑化混煉效果好，成型制造質量高，對物料的適應性廣。新技術已獲得中國、美國、歐洲、日本、俄羅斯、澳大利亞、加拿大和韓國等十一個國家和地區的發明專利權。該項成果已成功實現產業化，新設備在廣東省內的增城、南海、東莞、揭陽、汕頭以及浙江、江蘇等多家塑料制品廠進行生產運行，效果顯著，得到了用戶的高度評價。本項成果于2002年獲教育部提名國家科學技術獎技術發明一等獎；2003年獲中國專利發明創造優秀獎、廣東省專利發明創造金獎, 2005年獲第十五屆全國發明展覽會金獎、廣東省科技進步二等獎。應用本項成果核心技術研究開發的 “脈動壓力誘導塑料制品注射成型設備” 和“高速高效集成化精密注塑成型設備”分別于 2005年2月、12月通過了廣東省新產品鑒定與技術鑒定。2006年本項成果與實驗室前期完成的動態擠出技術一起獲得了國家科學技術進步二等獎。 本成果由863項目“軌道交通減振用高性能復合彈性結構材料的研究”（編號2001AA334010）和國家十五科技攻關項目“橡膠/層狀硅酸鹽納米復合材料的產業化技術”（編號2001BA310A12）兩部分組成，由株洲時代新材料股份有限公司、華南理工大學和北京化工大學共同完成，2004－2005年通過國家有關部門驗收。成果的主要內容：（1）炭黑、白炭黑的原位反應改性新技術及其在軌道交通減震用彈性體復合材料中的應用：采用多官能團單體或有機物，在干膠混煉和硫化過程中或在膠乳狀態進行原位反應改性，使其同時與橡膠產生接枝等化學結合并與炭黑、白炭黑等填料形成共價鍵結合，從而顯著提高界面結合力和橡膠復合材料的性能。該技術工藝簡單，實施容易，適用面廣，應用于軌道交通減震用彈性體復合材料，重點解決了提高動態使用性能的問題，獲得了動態生熱低、耐疲勞、永久變形小、動靜剛度比適中的硫化橡膠彈性體復合材料，取得了優異的應用效果，產生了顯著的經濟效益。（2）橡膠/蒙脫土納米復合材料制備新技術及其在軌道交通減震用彈性體復合材料中的應用：發明了原位反應插層法和乳液混合插層法兩種橡膠/蒙脫土納米復合材料制備新技術，所制備的納米復合材料硫化膠的力學性能、耐老化性能、耐疲勞性能等顯著提高，建立了年產200噸原位反應插層法改性蒙脫土制備裝置和千噸級原位插層法橡膠/蒙脫土納米復合材料的示范生產線，將該納米復合材料應用于空氣彈簧、旁承、球鉸、軌道隔離減振器、V型彈簧等高性能彈性元件產品的生產，綜合性能優異，產生了顯著的經濟效益。 本項成果的核心技術是用澆注型聚氨酯材料復合在傳統輪胎上生產滾動阻力小，因而耗油低、廢氣排放少的子午線輪胎。澆注型聚氨酯彈性體是目前最耐磨的彈性體，并且對人體無毒害，又能完全生物降解，還不必添加炭黑和一些有致癌作用的橡膠配合劑，是制造輪胎胎面的理想材料。將橡膠胎體與聚氨酯胎面組成復合輪胎，既能保持橡膠輪胎滾動阻力小，安全性、舒適性高的優點，又保持聚氨酯彈性體特別耐磨和無污染的優點，同時能消除部分橡膠配合劑及橡膠粉塵對環境的污染。輪胎的性能也提高了一個檔次，具有彈性好、耐磨、耐刺穿、承載能力大、乘坐舒適等優點，其行駛里程比普通輪胎提高1倍以上，與傳統輪胎比，凸現了環保、節能、新工藝、新材料等多方面的優勢。新該技術同樣可應用到輪胎翻新工業上，可大大提高我國翻胎工業的技術水平，減少廢舊輪胎的產生數量，促進循環經濟的發展，對環境污染降到新的水平，成為更高意義上的綠色輪胎。成品輪胎已通過了國家橡膠輪胎質量監督檢驗中心、化學工業特種輪胎質量監督檢驗中心等權威機構的檢測。2005年1月25日該項成果通過了中國石油和化學工業協會組織的技術鑒定，鑒定專家認為：該輪胎的聚氨酯胎面和橡膠胎體的粘合性能達到了國際領先水平，其研制成功具有重大創新意義和良好的經濟效益和社會效益前景。新技術已獲得了2項中國發明專利，申請了世界上7個主要輪胎生產國的專利保護。2005年11月，這種復合輪胎參展美國國際汽車零件展覽會并引起轟動。 本項成果是在完成國家863項目“聚合物/無機物復合材料物理場強化制備新技術”的基礎上經過進一步深入研究取得的。聚合物多螺桿動態混煉擠出機從塑化混煉擠出機理上突破傳統混合混煉擠出設備的局限性，創造了一種在聚合物物料輸送過程中引入振動力場以強化物料塑化混煉效果的方法。該設備將振動力場引入聚合物塑料、混煉（反應）、排氣擠出全過程,克服了傳統混煉擠出設備提高制品質量困難，制品成型周期長，能量高等缺陷，解決了反應加工過程中的質量、動量、能量傳遞及平衡問題，是國內外聚合物新型成型加工領域的重大創新，具有自主知識產權，既具有重大的理論價值，又可替代傳統同向雙螺桿擠出機，促使傳統混煉擠出設備更新換代。2005年1月課題組應用本項成果核心技術研制開發的“EPDM/PP等熱塑性彈性體動態硫化技術與設備”，順利通過了廣州市科技局主持的成果鑒定。2005年1月聚合物及其復合材料多螺桿塑化混煉擠出方法及設備申請了中國發明專利，2007年6月獲得授權。本項成果的技術水平處于國際領先，具有很強的市場競爭力，其推廣應用不僅可以促進我國塑料加工工業的發展，而且將帶動我國機械制造業、電子工業的發展。

標簽：教育部聚合物代表性