[00898220]高性能纤维纸基功能材料制备共性关键技术及应用

该项目属轻工业科学技术中造纸技术领域。高性能纤维纸基功能材料具有比重轻、比强度高、比刚度大、耐高温等优异性能，是轨道交通、航空航天等领域具有战略意义的结构与功能材料，其制备理论和技术是国际公认的难题，一直受到发达国家严密封锁，而中国同类材料在纤维制备与分散、流送与成形、热压与增强关键环节存在诸多科学问题与技术瓶颈，严重制约了中国高速列车、飞机制造所需国产先进绝缘、结构减重等功能材料的发展。该项目立足国家战略需求，针对上述问题，在国家863重大计划、国家科技攻关计划等项目支持下，历时20余年，成功破解高性能纤维纸基功能材料制备共性关键技术，彻底解决了纤维形态单一、分散成形困难、综合性能差等技术难题，为航空航天、轨道交通等国家重大工程提供基础材料保障，打破发达国家长期垄断。主要科技创新包括：（1)首创造纸用差别化功能纤维制备技术，系统构建纤维品质控制体系，发明湿法沉析与化学溶胀耦合机械叩解技术，实现纤维微结构调控，研制出沉析和浆粕纤维，微细纤维含量≥68%，成本降低60%；(2)创新研发长纤维多元组合分散技术,提出高性能纤维共混浆料分散因子理论，发明低温等离子体、超声波空化等组合技术，实现浆料高效分散，纤维长度上限提高至15mm，匀度指数提升30%；(3)创新研发基于纤维分布可控的超低浓湿法斜网成形技术，发明多比例分层调控与铝离子修饰-三元微粒助留助滤技术，实现材料三维结构设计与功能调控，形成互穿网络结构，抗张强度和耐压强度分别提高42%和35%；(4)创新研发基于混杂纤维界面强化的高线压梯级热压增强技术，自主设计多压区热压装备，发明压区温度与压力梯度控制技术，实现纤维分子链段择优取向，解决了材料过羊皮化与局部失效关键问题，材料性能显著提升；（5)创建高性能纤维纸基功能材料制备共性关键技术体系，集成创新上述四项核心技术，成功解决纤维形态、纸张结构、材料性能难以积极响应的技术难题，研制出高性能芳纶绝缘纸基材料、轻质高强芳纶蜂窝芯材、高强无石棉密封材料等产品，主要技术指标达同类产品国际领先水平。项目获授权发明专利34件、软件著作权4件；制定国家标准6件；发表论文186篇，其中SCI/EI收录32篇；出版著作4部；做特邀报告22次；培养研究生45人，其中博士生12人；培养全国优秀科技工作者、中国造纸蔡伦科技奖获得者等高层次人才15人次。经鉴定项目整体技术达国际先进水平。