2023年7月1日,中國紡織工業聯合會在江蘇省蘇州市組織召開了由蘇州大學、國家先進功能纖維創新中心(江蘇新視界先進功能纖維創新中心有限公司)、江南大學、南京工業大學和蕪湖聚創新材料有限責任公司共同完成的“金屬有機框架多功能紡織材料的開發與產業化”項目科技成果鑒定會,鑒定委員會認為應用基礎研究達到國際先進水平。項目研究成果簡要介紹如下:
一、項目研究背景
金屬有機骨架化合物(metal–organic frameworks,簡稱MOFs),也稱多孔配位聚合物,是一類由無機金屬離子或金屬簇與含羧酸或含氮有機配體通過配位鍵連接而成的,具有周期性網狀結構的結晶態多孔材料。相比于硅膠、多孔碳、沸石分子篩等傳統多孔材料,MOFs材料因具有超高的比表面積、良好的化學穩定性、多樣化的結構以及可修飾的功能等優勢,在膜技術、水吸附、熒光檢測、電學、催化、抗菌等科研領域展現出廣闊的應用前景,成為時下最受關注的多孔材料之一。針對多功能紡織材料在不同應用領域的需求和現狀,亟需解決個體防護裝備(防護口罩、防護服、隔離服、手術衣)、暖通系統、冷鏈儲藏以及聲防護領域用材料的抗菌、過濾、保溫、降噪等問題,實現多功能一體化。該項目技術成果為多功能紡織材料開發提供了一種新的技術途徑。
二、項目主要創新點
項目設計合成了活性位點可控、結構可調的ZIF-8型MOFs材料;攻克了熔噴-真空活化法制備MOFs添加改性PP過濾材料、模壓-真空封裝制備MOFs改性真空絕熱板復合材料、濕法-多級負壓制備MOFs改性微玻纖填充芳綸蜂窩復合材料三項關鍵技術;開發過濾、隔熱、隔聲的系列功能材料,經客戶使用和反饋具有良好市場前景。項目具有自主知識產權,獲授權發明專利2件。
三、項目產業化及應用情況
項目設計開發了一種新型MOFs材料,以個體防護裝備、冷鏈、暖通領域防護為架構,將MOFs與PP熔噴布、真空絕熱板(VIP)以及蜂窩內嵌耦合結構復合,實現結構功能一體化設計,綜合開發多功能高性能紡織品。通過技術改造,將新增四種類型的高新材料生產線(MOFs合成的生產線、MOFs與PP熔噴布材料復合成型的生產線、MOFs-VIP生產線以及MOFs改性蜂窩內嵌微玻纖材料復合成型生產線)。開發的材料,綠色、高效、低成本、使用時效長、可循環使用,可解決重大突發性流行病發生對防護、冷鏈、暖通等領域材料需求不足等問題,能夠實現對重點疫情地區的個體防護裝備的有效迅速覆蓋,保障大眾健康。
四、項目完成單位簡介
蘇州大學,簡稱“蘇大”,坐落于江蘇省蘇州市,是教育部與江蘇省人民政府共建高校,國家“雙一流”建設高校,國家“211工程”、“2011計劃”首批入選高校,國家國防科技工業局與江蘇省人民政府共建高校,江蘇省屬重點綜合性大學,入選國家“111計劃”、卓越法律人才教育培養計劃、卓越工程師教育培養計劃、卓越醫生教育培養計劃、國家建設高水平大學公派研究生項目、國家大學生創新性實驗計劃、國家創新人才培養示范基地、海外高層次人才創新創業基地、新工科研究與實踐項目、全國深化創新創業教育改革示范高校、中國政府獎學金來華留學生接收院校等。
國家先進功能纖維創新中心(江蘇新視界先進功能纖維創新中心有限公司)是于2019年6月25日正式獲國家工業和信息化部發文批復,由盛虹集團與東華大學共同牽頭,以“公司+聯盟”模式組建的全國第13家國家級制造業創新中心。股東單位匯聚了聚酯纖維產業鏈、聚酰胺纖維產業鏈、高性能纖維產業鏈的眾多領軍企業及知名高校、科研院所等15家;聯盟單位囊括了百余家行業龍頭骨干企業、高等院校、科研院,市場地位突出,行業背景深厚。國家先進功能纖維創新中心依托江蘇新視界先進功能纖維創新中心有限公司進行實體化運營,圍繞高端用纖維材料及紡織品、功能纖維新材料、前沿纖維新材料等領域,構建功能纖維高效成形中試與產業化平臺、前沿纖維培育與孵化平臺、纖維工程設計與應用集成平臺等,重點攻克碳纖維、對位芳綸、聚酰亞胺等及其復合材料設計、加工、制造一體化技術、纖維材料高效柔性化制備技術,研發前沿纖維新材料等纖維行業共性關鍵技術,提升我國紡織纖維產業核心競爭力。
江南大學,坐落江蘇省無錫市,是中華人民共和國教育部直屬高校,由教育部、江蘇省人民政府共建,國家“雙一流”建設高校,“211工程”、“985工程優勢學科創新平臺”重點建設高校,入選國家“111計劃”、卓越農林人才教育培養計劃、卓越工程師教育培養計劃、國家建設高水平大學公派研究生項目、國家大學生創新性實驗計劃、國家級大學生創新創業訓練計劃、國家級新工科研究與實踐項目,是高水平行業特色大學優質資源共享聯盟成員、“一帶一路”高校食品教育科技聯盟成員、中國政府獎學金來華留學生接收院校、國家大學生文化素質教育基地、首批高等學校科技成果轉化和技術轉移基地。
南京工業大學,簡稱“南工”,位于江蘇省南京市,由國家國防科技工業局、住房和城鄉建設部與江蘇省人民政府共建,入選國家“2011計劃”、“111計劃”、“卓越工程師教育培養計劃”,是江蘇高水平大學建設高峰計劃A類建設高校、江蘇省重點建設高校、江蘇省綜合改革試點高校、江蘇省人才強校試點高校、國家首批深化創新創業教育改革示范高校、全國高校實踐育人創新創業基地、專業學位研究生教育綜合改革試點高校、江蘇省落實“科技創新改革30條”試點高校。
蕪湖聚創新材料有限責任公司是一家致力于高性能保溫絕熱新材料及其超低能耗節能系統研發、生產和銷售的國家級高新技術企業、國家級科技型中小企業和安徽省產教融合企業。公司主要為LNG深冷、航空航天、醫藥冷鏈、家電、交通和工業領域提供高效保溫絕熱材料和節能設計服務。專利產品輕質、防火,常溫導熱系數低至0.0016W/(m•K),保溫絕熱性能是目前市場上普通保溫材料的10幾倍。可促進醫藥保冷箱、遠洋集裝箱、LNG深冷、航空航天器、石油石化管道、新能源汽車和核工業保溫隔熱節能材料的升級換代,提高保冷能效、電池的續航和安全性能,大幅提高交通和工業節能水平,降低社會總能耗。