“金属有机框架多功能纺织材料的开发与产业化”项目取得重要进展

  2023年7月1日,中国纺织工业联合会在江苏省苏州市组织召开了由苏州大学、国家先进功能纤维创新中心(江苏新视界先进功能纤维创新中心有限公司)、江南大学、南京工业大学和芜湖聚创新材料有限责任公司共同完成的“金属有机框架多功能纺织材料的开发与产业化”项目科技成果鉴定会,鉴定委员会认为应用基础研究达到国际先进水平。项目研究成果简要介绍如下:

  一、项目研究背景

  金属有机骨架化合物(metal–organic frameworks,简称MOFs),也称多孔配位聚合物,是一类由无机金属离子或金属簇与含羧酸或含氮有机配体通过配位键连接而成的,具有周期性网状结构的结晶态多孔材料。相比于硅胶、多孔碳、沸石分子筛等传统多孔材料,MOFs材料因具有超高的比表面积、良好的化学稳定性、多样化的结构以及可修饰的功能等优势,在膜技术、水吸附、荧光检测、电学、催化、抗菌等科研领域展现出广阔的应用前景,成为时下最受关注的多孔材料之一。针对多功能纺织材料在不同应用领域的需求和现状,亟需解决个体防护装备(防护口罩、防护服、隔离服、手术衣)、暖通系统、冷链储藏以及声防护领域用材料的抗菌、过滤、保温、降噪等问题,实现多功能一体化。该项目技术成果为多功能纺织材料开发提供了一种新的技术途径。

  二、项目主要创新点

  项目设计合成了活性位点可控、结构可调的ZIF-8型MOFs材料;攻克了熔喷-真空活化法制备MOFs添加改性PP过滤材料、模压-真空封装制备MOFs改性真空绝热板复合材料、湿法-多级负压制备MOFs改性微玻纤填充芳纶蜂窝复合材料三项关键技术;开发过滤、隔热、隔声的系列功能材料,经客户使用和反馈具有良好市场前景。项目具有自主知识产权,获授权发明专利2件。

  三、项目产业化及应用情况

  项目设计开发了一种新型MOFs材料,以个体防护装备、冷链、暖通领域防护为架构,将MOFs与PP熔喷布、真空绝热板(VIP)以及蜂窝内嵌耦合结构复合,实现结构功能一体化设计,综合开发多功能高性能纺织品。通过技术改造,将新增四种类型的高新材料生产线(MOFs合成的生产线、MOFs与PP熔喷布材料复合成型的生产线、MOFs-VIP生产线以及MOFs改性蜂窝内嵌微玻纤材料复合成型生产线)。开发的材料,绿色、高效、低成本、使用时效长、可循环使用,可解决重大突发性流行病发生对防护、冷链、暖通等领域材料需求不足等问题,能够实现对重点疫情地区的个体防护装备的有效迅速覆盖,保障大众健康。

  四、项目完成单位简介

  苏州大学,简称“苏大”,坐落于江苏省苏州市,是教育部与江苏省人民政府共建高校,国家“双一流”建设高校,国家“211工程”、“2011计划”首批入选高校,国家国防科技工业局与江苏省人民政府共建高校,江苏省属重点综合性大学,入选国家“111计划”、卓越法律人才教育培养计划、卓越工程师教育培养计划、卓越医生教育培养计划、国家建设高水平大学公派研究生项目、国家大学生创新性实验计划、国家创新人才培养示范基地、海外高层次人才创新创业基地、新工科研究与实践项目、全国深化创新创业教育改革示范高校、中国政府奖学金来华留学生接收院校等。

  国家先进功能纤维创新中心(江苏新视界先进功能纤维创新中心有限公司)是于2019年6月25日正式获国家工业和信息化部发文批复,由盛虹集团与东华大学共同牵头,以“公司+联盟”模式组建的全国第13家国家级制造业创新中心。股东单位汇聚了聚酯纤维产业链、聚酰胺纤维产业链、高性能纤维产业链的众多领军企业及知名高校、科研院所等15家;联盟单位囊括了百余家行业龙头骨干企业、高等院校、科研院,市场地位突出,行业背景深厚。国家先进功能纤维创新中心依托江苏新视界先进功能纤维创新中心有限公司进行实体化运营,围绕高端用纤维材料及纺织品、功能纤维新材料、前沿纤维新材料等领域,构建功能纤维高效成形中试与产业化平台、前沿纤维培育与孵化平台、纤维工程设计与应用集成平台等,重点攻克碳纤维、对位芳纶、聚酰亚胺等及其复合材料设计、加工、制造一体化技术、纤维材料高效柔性化制备技术,研发前沿纤维新材料等纤维行业共性关键技术,提升我国纺织纤维产业核心竞争力。

  江南大学,坐落江苏省无锡市,是中华人民共和国教育部直属高校,由教育部、江苏省人民政府共建,国家“双一流”建设高校,“211工程”、“985工程优势学科创新平台”重点建设高校,入选国家“111计划”、卓越农林人才教育培养计划、卓越工程师教育培养计划、国家建设高水平大学公派研究生项目、国家大学生创新性实验计划、国家级大学生创新创业训练计划、国家级新工科研究与实践项目,是高水平行业特色大学优质资源共享联盟成员、“一带一路”高校食品教育科技联盟成员、中国政府奖学金来华留学生接收院校、国家大学生文化素质教育基地、首批高等学校科技成果转化和技术转移基地。

  南京工业大学,简称“南工”,位于江苏省南京市,由国家国防科技工业局、住房和城乡建设部与江苏省人民政府共建,入选国家“2011计划”、“111计划”、“卓越工程师教育培养计划”,是江苏高水平大学建设高峰计划A类建设高校、江苏省重点建设高校、江苏省综合改革试点高校、江苏省人才强校试点高校、国家首批深化创新创业教育改革示范高校、全国高校实践育人创新创业基地、专业学位研究生教育综合改革试点高校、江苏省落实“科技创新改革30条”试点高校。

  芜湖聚创新材料有限责任公司是一家致力于高性能保温绝热新材料及其超低能耗节能系统研发、生产和销售的国家级高新技术企业、国家级科技型中小企业和安徽省产教融合企业。公司主要为LNG深冷、航空航天、医药冷链、家电、交通和工业领域提供高效保温绝热材料和节能设计服务。专利产品轻质、防火,常温导热系数低至0.0016W/(m•K),保温绝热性能是目前市场上普通保温材料的10几倍。可促进医药保冷箱、远洋集装箱、LNG深冷、航空航天器、石油石化管道、新能源汽车和核工业保温隔热节能材料的升级换代,提高保冷能效、电池的续航和安全性能,大幅提高交通和工业节能水平,降低社会总能耗。

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