高性能芳纶纤维报奖申书

（2018年度 序号 编号：109-市 ，冯艳丽，，，，，，宋志， 定密机123973国家重点基础研究计划2011CB606100高性能芳纶纤维关键技的其他知识（项7起始 完成 国家科学技术工作二、提名市中山西 号技贸联系人传位芳纶和碳纤维是两大最重要的高性能纤维，是不可或缺的国家重要战略物资，我国长期依赖进口，突破了连续稳定 、液纺和高模化关技。自主计造了成生装备，形纶 包括对位纶高模量纶芳纶浆、强度芳I纤维等列品，并在多家企应，实现了芳的 全实现了位纶的项目打国技术 ，现了芳重要战的 、 、 动、 足 项料 的 基完成人员序理。 器装备生产受制于人，严重国家安全。项目在国家973计划等支持下，强家企业建立多条生产线，生产20多个系列产品，产品替代进口，基本满家需求，全面实现芳纶II纶III的。主要技术创新如下：创新点1：系统研究了高活性缩聚反应基本科学问题；攻克了PPTA及其共PPTA及其共聚物瓶颈，建立年产1000吨分子量PPTA生产线，PPTA比浓对数黏度达到9.2dl/g（国内外6.5dl/g在国际上率先实现了分子量PPTA树脂的产点2量PPA共混液晶纺丝新技1000IK29国际先进水平；50123拉伸与表面处理过程多级结构与微缺陷演变规律，建立了凝聚态结构和微缺陷调控方法，分子链降解调控方法、超临界辅助优化芳纶及其浆粕新技术，并研10009生产稳定，率先实现了高模量芳纶；建立年产500模粕5012 项目经济效益明显。项目在4家企业建立多条生产线，近三年仅者4家万/吨降到15万/吨按照每年进口1项目实现了芳纶II纶III重要战略物资的，打破国外技术，在多种固体火箭发动机壳体、多种型号战斗机、、空间飞艇、多种高超音速发动机防热材料、头盔等应用，基本满家需求。相关产品正在大型飞机、舰艇等在重大工程项目进行关键原材料应用评价。成套装备研发成功，为我国芳纶大规模，参与国际竞争奠定了主要科技

高性能芳纶包括芳纶II纶III，是关键安全、经济建设等领域不可或缺的国家重要战略物资，我国长期依赖进口，生产受制于人。芳纶产均列入国家科技计划，长达40年攻关，长期未能。主要瓶颈是芳纶过程基本科学规律没有掌握，关键技术与关键设备没有突破。项目在国家973计划等支持下，开展了芳纶过程中关键科学问题的系统研究，揭示了PPTA聚合反应规律、刚性链液晶纺丝过程凝聚态结构演变规律，突破了包活性聚合反应控制与高分子量PPTA及其共聚物、刚性链液晶纺丝、高模量化、刚性链溶液纺丝与高倍拉伸等等关键技术，在4家企业建立多条生产线，生产20多个系列产品，产品替代进口，实现生产芳纶，全面实现芳纶II纶III的了量PPTA研产1000子量PPTA链PPTAA.2dl/g（6.5dl/g，在国际上率先实现了分子量PPTA的。[学科领域：合成纤维]；支撑1-、21-23、35（1、5、7-13，18，26）。系统研究揭示了PPTA及其共聚物聚合反应规律。PPTA缩聚反应活性高，反应速率快反应放热大，聚合过程从均相溶液聚合转变成为多相聚合，反应过程与溶剂之间的相互作用、酸吸收剂、加料顺序、加料速度、搅拌程度等对聚合反应的影响，揭示了PPTA聚合反应的规律，为连续聚合生产工艺和控制提供指导。提出PPTA聚合诱导相转变新概念，揭示了相转变规律，建立相转变调控方法。PPTA法及确定PPTA临界分子量，包括微流体与多通道光栅结合模拟连续聚合过程相转度法、扭矩传感器测定体系粘度突变法、聚合过程液晶现象观察法等；系统研究了溶剂组成、单体浓度、单体配比、微量共聚、单体加料方式、加料速PPTAPPTAPPTAPPTA聚合诱导相转变的新方法，成功在生产线上了分子量PPTA树脂。NMPTPC、PPD、齐聚物等均会发生复杂的非化学键弱研发了多级余热溶剂回收和高纯化方法与装备，实现了溶剂循环使用。要PPTANMP，实现循环使用。回收溶剂的纯度达到99.95%以上，回收率可达98%以上，完全达到聚合循环再利用标准。整个回收循环过程高效、低耗，保证了生产过程低成本。系统研究PPTA连续聚合反应规律，突破双螺杆结构设计及其连续聚合反应控制难题。PPTA合成条件（TPC（对本二甲酰氯）PDA（对苯二胺）比例、反应温度、加料速温度分布对聚合反应的影响规律，研发成功了无酸吸收剂的PPTA聚合新技术，攻克了双螺杆结构设计及其PPTA连续聚合反应控制与关键技术与自主设计制造了年产1000吨T型双阶双螺杆连续聚合反应生产装备。根据系统、温度控制系统和粘度检测和粘度自动化控制系统dl/g的UHMW-PPTA树脂，在国际上率先实现了分子量PPTA的攻克高活性低温溶液共聚合关键技术，国内率先建立PPTA与高均匀性纺丝溶液关键技术，自主设计制造了5000L大型低温溶液聚合PPTA量PPTA克了液晶纺丝稳定性技术难题，并通过自主建立的可视化液晶纺丝实验设备，系统研究了设备和工艺参数等复杂因素添加少量UHMW-PPTA液晶纺丝的影响，揭示了喷丝头拉伸比影响规律、干喷湿纺漫流影响规律、液晶纺丝过程凝聚态与微缺陷演变规律及其形成机制。研发了高粘度液晶流体快速溶解、脱泡、过滤高剪切流动脱泡过滤、液晶纺丝及高均匀性凝固液等关键设备的液晶纺丝成套1000IIK29502（首创国内最细规格纤维，实现了规模化批量生产。[学科领域：增强纤维]；支撑材料见附件123、18、34（UHMW-PPTA）的基础上，研发了在粘度6.5的普通分子量PPTA树脂中，加入少量分子量PPTA树脂，在剪切流动中诱导PPTA分子链取向，提高液晶纺丝流体强度、提高喷丝头拉伸比避免液晶纺丝漫流，液晶纺丝工艺窗口变宽，视化液晶纺丝实验研究平台，系统研究了UHMW-PPTA含量、添加微量PPTA、液大（5-10UHMW-PPTA/硫酸溶液的粘度更大大，过滤是必须攻克的难题。根据液晶流体攻克了液晶纺丝关键技术难题，研发了液晶纺丝成套装备，实现。项目利用光源的高时空分辨率SAXS，结合WAXS，SEM等，系统研究了液晶聚态调控方法，攻克了液晶纺丝关键技术。自主设计制造了年产1000吨液晶纺丝脱泡、纺丝、凝固、水洗等关键技术难题，自主设计制造了芳纶III溶液纺丝50F-12实现超细芳纶III的，产品达到国际先进水平。II纶III纶III步射光源等方法系统研究了在外场（温度、张力、超临界流体介质等）作用下芳纶凝聚态结构演变规律和分子链降解规律，建立高模量化、高倍拉伸的凝聚了态结构和微缺陷调控方法，攻克了高模量化、高倍拉伸的关键技术，研发1000950050F12达到国际同类产品水平。[学科领域：纤维制造技术]；支撑材料见附件10-15、7微缺陷等发生复杂的演变，同时会发生PPTA分子链降攻克高模量化关键技术，研发了成套生产装备，建立年产1000吨高模量芳纶生产线。用同步辐射SAXS、WAXS等方法系统研究了热处理温度、张力、停留时间生产装备，建立年产1000吨高模量芳纶生产线，生产稳定，产品性能完全达到杜邦K49水平，率先实现了高模量芳纶。50F-12线。系统研究揭示了刚性链共聚物纤维在热处理拉伸过程凝聚态结构与微缺陷，倍取维，套，50吨F-12粕。系统研究揭示了芳纶纤维和浆粕在超临界流体中溶胀、渗透、分子链运动、微纤等凝聚态结构和微缺陷演变规律，研发建立超临界流体辅助改性芳纶浆粕新备高浆粕，进于。1PPTA10（7如表2所示，在6个方面具有先进性，申请了相关专利，建立了具有自主知识产12内外技术先进性对对比本项目技术国际技术水子量树率先实现分子量PPTA生产国外技术，国内外未 子量PPTA树脂工业生 PPTA液30通过分子量PPTA液晶纺丝及其高模化，率先实现高模量芳纶静止脱泡，整个过程2小时以上； 芳纶生产科技局限性（限1页项目系统研究了高性能芳纶过程的关键科学问题（揭示了高活性低温高倍拉伸过程无定形区和微缺陷演变规律等、关键技术和关键设备（PPTA续过程预聚体质量控制方法与设备、聚合诱导相转变控制方法及其连50F-12高性能芳纶的只是实现了追赶世界先进水平，还需要实现发展。由于聚合物结构-性能设计理论的不成熟，新聚合物、新单体很有限聚度的限制。随着材料组的发展，新聚合物结构和新单体的设计效率将大大提高，这为新型高性能芳纶纤维的结构设计与研发，提供了全新的，也为芳纶凝聚态结构调控及其高性能化提供了法，芳纶高性能化、具有新型芳纶产品研发等是未来我国芳纶产业的重要科技任务，这是K29K49（18-19）线，实现了稳定化生产；经检测，产品性能分别达到杜邦公司K29K49（23）“或分子量PPTA液晶纺丝液的、过滤脱泡和纺丝技术或对位芳纶纤维柔性生产技术及其生产线的研究（附件16）分子量PPTA树脂技术及含分子量PPTA液晶纺丝技术处于国5、行业影响：项目内容“分子量PPTA树脂及其高模量芳纶纤维的结构与性能”获得2014年“学纤维工业恒逸基金优秀学术 获得中国复合材料学会“2016年度优秀博士 6获省部级：项目相关内容“分子量聚对苯二甲酰对苯二胺及其等奖（在该年度31项一等奖中第二项目相关内容“高模量芳纶纤维产区科技进步一等奖。附件（10-12。7、国家立项支持：1）项目得到国家重大基础研究计划（973“高性能芳纶纤维过程中的关键科学问题”立项支持，项目编号0，承担单位有东华大学、蓝星（）新材料（原为晨光化工芳纶II事、河工件32家发改委和河北省发改委立项支持，进行推广应用；3）芳纶浆粕被列入201712；4）超临界辅助芳纶处理新技术入选2017项目编号:17163-13-ZT-009-040（38）推广应用情树脂生产线、31000110001500150F-12发展奠定了良好的基础。（4-7）主要应用单位情况称应用/新材料有限2012毛/亚丽2011李/东风年产1000吨超分子量PPTA生产国际上率先实现分子量PPTA树脂；在国内率先。2012冯/艳丽倍拉伸生产线，实现芳纶。2013范/志平

累项目经济效益统计的只包括蓝星（）新材料科技 社会效项目全面实现了芳纶II纶III重要战略物资的，打破国外技术，在多种固体火箭发动机壳体、多种型号战斗机、、空间飞艇、多种高超音速发动机防热材料、头盔等应用，基本满足了我国生产需求，为新型先进的研发打下良好基础。相关产品正在高超音速、、大型客机、、等先进武器和最大工程中进行材料应用评价。项目使我国的芳纶II纶III不再依赖进口，先进的生产与研发不再受制于人。项目全面实现芳纶II纶III的，在4家企业建立生产线，初步其织物等20多个系列产品，逐步替代进口，在100多家企业应用，市场占有率发展，奠定了良好的基础，对高技术纤维、增强纺织产业国际竞争力具建设等领域具有不可替代的重要地位，在经济建设，先进制造业中有广泛的应七、主要知识证号201401月29第 201401月29第号201604月06第号余木火,宋福如,,201601月06第号，201306月12第号技有限公201410月22第号技有限公201510月21F-12纤维静态201310月305F-12纤维动态201310月305F-12纤维动态201310月304八、主要完成人情 男排名1国籍日出生地民族号否日y市松江区人民北路2999任党派所在地自日至年日出贡献。支撑材料：附件1-2、附件16，附件24-26，附件32，附件34（1-4、6-11，18-24）。 及他人知识的情形。该项目是本人本年度被提名的唯一项目。材料虚假或行为，愿 男排名2国籍日出生地民族号否日无党派所在地自日至年日对本项目第1、2、3科技创新作出贡献。支撑材料：附件25，附件32 及他人知识的情形。该项目是本人本年度被提名的唯一项目。材料虚假或行为，愿 女排名4国籍日出生地民族号否日省市新津公园区B无党派所在地自日至年日支撑材料为附件附件34（17-18），附件35 及他人知识的情形。该项目是本人本年度被提名的唯一项目。材料虚假或行为，愿 男排名5国籍日出生地民族号否日英士楼无党派所在地自日至年日 及他人知识的情形。该项目是本人本年度被提名的唯一项目。材料虚假或行为，愿 男排名9国籍日出生地民族号否日无党派所在地自日至年日主要组项成员认实计划，督产流程管；建立括分子量树脂连产、对位芳纶生产设备；对目第创点做出贡支撑材料。 及他人知识的情形。该项目是本人本年度被提名的唯一项目。材料虚假或行为，愿 女排名国籍日出生地民族号否日市松江区人民北路2999号材料学院A438无党派所在地自日至年日 及他人知识的情形。该项目是本人本年度被提名的唯一项目。材料虚假或行为，愿 九、主要完成单位情况 1所在地 市松江区人民北路2999号行政楼三联系人芳纶973项目首席科学家单位，系统研究了