实验室概况

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一.重点实验室概况

黑龙江省阻燃材料分子设计与制备重点实验室是2004年6月开始组建,2005年12月获得黑龙江省科技厅批准。在十二五期间,实验室改善了工作条件,购进了一批实验仪器设备,引进了高水平的人才,组建了优秀的创新团队,获得多项科研项目,拓展了研究方向,承载着高分子化学与物理黑龙江省重点学科和应用化学学科的科学研究工作,获得了具有影响和应用价值的研究成果,有些科研成果已经转化为产业化项目。重点实验室目前已经确立了5个稳定的研究方向。

1.聚合物凝聚相阻燃与热降解机理

聚合物材料凝聚相阻燃的化学与物理作用机制;纳米阻燃中的纳米阻燃效应;材料的热降解与成炭机理;材料的表界面与阻燃和力学性能的协同关系。

2.无机纳米和有机无卤阻燃剂的分子设计与合成

高性能大分子无卤阻燃剂的分子设计与制备技术;纳米阻燃抑烟剂的分子设计与制备技术;新型含磷阻燃剂的分子设计与合成;硅-硼阻燃剂的分子设计与合成。

3.高性能无卤阻燃聚合物新材料的制备技术与结构表征

无卤阻燃聚烯烃材料;高性能无卤阻燃工程塑料;纳米阻燃汽车高分子改性材料;无卤低烟电线电缆材料;木材等天然高分子材料的阻燃。

4.功能与天然高分子材料的制备、结构与性能

天然物改性的分子结构设计与制备;新型膜分离机理、结构设计与制备;树枝状大分子设计合成与组装。

5.防火安全与工程

实验室拥有总面积1238m2,合成与中试2个实验室,面积为191 m2,材料加工6个实验室,面积为220m2,天然与功能高分子四个实验室,面积为135m2,性能检测7个实验室,面积为137m2,结构表征17个实验室,面积为555 m2,实验室自2004年组建以来,学校先后为实验室投入180余万元,更换了实验台、柜,改造了实验室的通风系统。

二.重点实验室队伍

学术带头人:

李 斌,教授,博士生导师,东北林业大学副校长、国务院政府特贴获得者、龙江学者特聘教授、省杰出青年科学基金获得者、省优秀教师,任化学、化工、塑料、分析测试等学会副理事长、常务理事等职。

十二五期间,我室从中科院、吉林大学等院校引进了多名优秀人才,他们享受学校引进人才政策,都得到学校科研启动基金资助。实验室不但重视引进人才的作用,也积极鼓励本实验室教师在职攻读博士学位,实验室已培养10余名博士生,目前在职博士生3名。实验室现有研究人员25人,其中教授6人,副教授及高级工程师13人,中级6人。具有博士学位和在读博士人员22人。实验室研究队伍年龄结构合理,学缘结构合理,是一支蓬勃向上、互相协作、勇于创新的研究团队。

三.科学研究项目

十二五期间,我室承担科学研究课题共计40多项,国家级科技支撑计划等项目4项,国家自然科学基金项目10项,省部级科研项目10项,产业化项目3项。科研项目总经费1200万元。主要研究项目如下:

编号

项目名称

项目来源

起止时间

经费/万元

负责人

1

新型耐热耐水含磷无卤阻燃环氧树脂制备与性能基础研究

国家自然科学基金项目

2012-2015

60

李 斌

2

木粉基表面接枝环糊精功能材料及其包结复合物的制备与基础研究

国家自然科学基金项目

2010-2012

33

李 斌

3

膨胀阻燃聚丙烯母粒的制备

技术开发(黑龙江润特科技)

2013-2015

50

李 斌

4

大分子三嗪成炭-发泡剂及高效膨胀阻燃剂

黑龙江省科技成果推广项目

2010-2012

20

李 斌

5

环保无卤阻燃材料的技术开发与产业化

科技部科技人员服务企业专项

2009-2011

20

李 斌

6

核电站用1E级电缆研制与开发

黑龙江省重大攻关项目

2009-2011

20

李 斌

7

膨胀性低烟无卤阻燃护套电缆材料的研制与开发

科技部十一五科技支撑计划

2007-2010

124

李 斌

8

高效膨胀阻燃聚乙烯树脂产业化

技术开发(江苏安格特)

2009-2012

30

李 斌

9

耐水高效无卤膨胀阻燃聚丙烯材料关键技术研究

黑龙江省科技攻关重大项目

2012-2015

200

李 斌

10

木材纤维素选择性氧化新体系的构建与新材料潜在应用基础研究

国家自然科学基金

2014-2017

84

李 斌

11

碳纳米管基磁性分子印迹聚合物分离分析三聚氰胺的研究

黑龙江省青年科学基金

2014-2017

5

陈立刚

12

新型无机-有机杂化纳米荧光探针的制备及其在水污染物分析中的应用研究

中央高校专项资金E类项目

2014-2017

40

陈立刚

13

一种纤维素自组装水凝胶制备体系的构建与功能化初步研究

国家自然科学基金

2015-2017

25

王 霆

14

改性类水滑石与膨胀阻燃剂复配阻燃聚烯烃的机理研究

中国博士后特别资助

2014-2016

15

王丽丽

15

层状双氢氧化物催化协效膨胀复配阻燃剂的制备及阻燃机理研究

中央高校专项基金C类项目

2014-2017

11

王丽丽

16

磁性分子印迹聚合物的制备及其在产品安全分析中的应用

中央高校专项资金D类项目

2010-2013

30

陈立刚

17

分离发酵液中低浓度乙醇的渗透汽化膜的制备研究

中央高校专项资金D类项目

2010-2012

25

史宝利

18

吴茱萸喹诺酮生物碱及衍生物抗肿瘤作用机制与构效关系的研究

国家自然科学青年基金

2015-2017

24

陈春霞

19

基于动态共价键调控环三磷腈衍生物自组装结构与形貌及性能

黑龙江自然科学基金

2014-2017

6

李晓丽

20

木塑复合材料的高效协同成炭膨胀阻燃研究

国家自然科学基金

2010-2012

34

郭垂根

21

聚合物超滤膜材料表面张力组成的精确测定及在膜污染机理方面的应用

国家自然科学基金

2010-2012

14

史宝利

22

新型环三磷腈衍生物分子设计与制备及其阻燃性能研究

中央高校专项资金C类项目

2014-2017

11.5

李晓丽

23

Ni/Mo/Mg/O存在下的聚烯烃炭化裂解机制及阻燃性能研究

黑龙江省自然科学基金

2014-2017

6

宋荣君

24

木材纤维素的选择性氧化及自阻燃纤维素的应用基础研究

国家博士后特别资助

2013-2015

15

许苗军

25

大分子膦烷阻燃剂的合成及阻燃PC、PA6的应用研究

中央高校业务费C类项目

2012-2015

13

许苗军

26

新型含磷无卤阻燃环氧树脂的制备

黑龙江省科学基金项目

2012-2014

5

许苗军

27

PDMS复合膜原料体系的基本力学热力学性质与乙醇丁醇渗透行为之间的关系

国家自然科学基金

2014-2017

75

史宝利

28

可金属修饰的Keggin型缺位多酸基MOFs的设计合成及催化性质研究

国家自然科学基金

2014-2016

24

施连旭

29

花椒属苯并菲啶衍生物的合成、抗癌作用机制和构效关系研究

国家自然科学基金

2014-2016

23

彭进松

30

纳米改性类水滑石单组分膨胀阻燃剂的设计合成及其协同阻燃机理研究

国家自然基金

2014-2016

25

王丽丽

31

基于磁性碳纳米管接枝分子印迹聚合物的农药残留分离富集方法研究

国家自然科学基金

2013.1-2015.12

23

陈立刚

四.研究成果

十二五期间,获省部级奖励2项(省自然科学一等奖一项,省科技进步二等奖一项)。获得国家发明专利23项。发表论文150余篇,其中被SCI收录120余篇,被EI收录30余篇。在聚合物凝聚相阻燃与热降解机理方向,研究了聚合物材料凝聚相阻燃的化学与物理作用机制;纳米阻燃中的纳米阻燃效应;材料的热降解与成炭机理;材料的表界面与阻燃和力学性能的协同关系。在无机纳米和有机无卤阻燃剂的分子设计与合成方向,研究了高性能大分子无卤阻燃剂的分子设计与制备技术;纳米阻燃抑烟剂的分子设计与制备技术;新型含磷阻燃剂的分子设计与合成;硅-硼阻燃剂的分子设计与合成。聚合物为碳源来合成多壁碳纳米管的研究,近年来我们已经成功实现了催化PP和PE等聚烯烃生成多壁碳纳米管,研究碳纳米管的生成机理。在高性能无卤阻燃聚合物新材料的制备技术与结构表征方向,研究了无卤阻燃聚烯烃材料;高性能无卤阻燃工程塑料;纳米阻燃汽车高分子改性材料;无卤低烟电线电缆材料;木材等天然高分子材料的阻燃。在功能与天然高分子材料的制备、结构与性能方向,研究了天然物改性的分子结构设计与制备;新型膜分离机理、结构设计与制备;以多氯磷腈等物质为核进行树枝状大分子设计合成与组装;纤维素酯化制备液晶膜;异氰酸酯胶黏剂的分子设计;木材与胶黏剂界面性质的研究。

五.产业化项目

十二五期间,产业化技术成果转让6项,转让费300余万元。实施产业化项目5项,如:高效膨胀阻燃剂产业化(佳木斯沃尔德电缆有限公司)、彩色纤维粒子制备产业化(牡丹江卷烟材料有限公司)、水溶性聚氨酯堵料产业化(山东瑞驰工程公司)、氯溴代烷基磷酸酯阻燃剂产业化(山东莱玉化工有限公司)、膨胀阻燃聚丙烯树脂系列产品产业化(江苏安格特新材料有限公司)。与江苏安格特新材料有限公司和浙江万盛化工集团分别建立了产学研基地,与佳木斯沃尔德公司共建企业研发中心。彩色纤维粒子和高效膨胀阻燃剂两个项目在黑龙江地方实现了产业化,并为企业创造了良好的经济效益,同时产品的后续市场开发前景广阔,有效地支持了东北老工业基地企业的技术创新。

六、仪器设备

重点实验室自2004年组建以来,学校先后为实验室投入180余万元,更换了实验台、柜,改造了实验室的通风系统。十二五期间,学校资金及科研经费为实验室投入800多万元购置了新的仪器设备。目前实验室仪器设备总值1500余万元,适合于本实验室的学校大型公共仪器设备926万元。共计支撑实验室的仪器设备总值为2000余万元。实验室合成与结构表征、加工与性能测试、中试放大仪器设备较齐全,主要仪器设备有:

 

DSC和TGA热分析仪 LS55 原子荧光 凝胶渗透色谱仪 热变形测定仪和熔融指数仪

   

气相色谱仪 6890气相色谱 高压液相色谱仪 6850 气相色仪谱

   

原子吸收光谱仪 气质联用仪 原子荧光光谱仪 傅立叶红外光谱仪

   

JJ-20记忆式冲击试验机 RM-200A转矩测量仪 JF-3氧指数测定仪 CZF-3水平垂直燃烧分析仪

         

JC2000A表面张力仪 F-99A粉末接触角测定仪 JK99B全自动张力仪 NF-001纳滤膜测试机

   

10L多功能不锈钢反应釜 50L中试反应釜 XH-300萃取仪 QLM-90K气流磨

  

TE-35双螺杆挤出机 HTF86X1-A型注塑机 SK-100双辊开炼机 SHJ-20双螺杆挤出机