纳米复合工程塑料用聚酯材料

一、项目简介

工程塑料因技术含量高、附加值高而成为塑料中的高利润产品，在汽车、电子、电器、机械等行业中有广泛的应用。热塑性聚酯(TPPE)通用工程塑料包括PET、PBT、PTT等很多品种，PET因其合成过程中的单体来源丰富，价格低廉，与其它通用工程塑料相比具有较大的竞争优势。

我国PET 产量居世界首位，但是品种性能单一，不具竞争力。工程塑料是当今世界上PET非纤应用领域活跃的研发热点之一，在国外，PET已被广泛用于工程塑料，而我国的PET 工程塑料还几乎是个空白。工程塑料级纳米聚酯PET的产业化，可以有效地改善国内塑料和纤维制造企业高投入低附加值的产品结构，并可部分替代高性能工程塑料产品，并实现出口创汇，打破欧美企业垄断这些行业的市场格局，对提升相关传统行业的整体技术水平、促进产业升级、实现跨越式发展产生深远影响。

本课题组在从事纳米材料和聚合物纳米复合材料的研究和应用开发工作过程中，在聚酯/无机纳米粒子复合材料的制备及其纺丝和牵伸工艺研究方面拥有多年的工作积累，在纳米粉体的制备、分散和有机/无机纳米复合材料的制备、结构表征、结构与性能研究方面也具有丰富的经验。成功解决了有机/无机纳米复合材料制备中普遍存在的难题——纳米粒子的分散，通过界面设计与改性，实现了对聚酯PET结晶过程的控制，达到了细化球晶、加速结晶的目的。

本项目针对工程塑料级聚酯PET切片的要求，围绕改变PET的结晶过程与结构，提高抗冲击性这两个关键问题。利用纳米材料与PET复合，发挥纳米粒子的大比表面积、强相互作用，再结合有机高分子合金化，通过纳米粒子的强界面作用影响，控制有机高分子合金的相分散结构和形态，达到增强增韧PET用作工程塑料的目的。克服一般的无机填料使用量大，且不能兼顾刚性、耐热性和尺寸稳定性与韧性同时提高的缺点，以及大填充量带来的加工性能劣化的弊端。

目前达到的主要技术指标：

（1）拉伸屈服强度≥52MPa；

（2）弯曲强度≥75MPa；

（3）缺口冲击强度≥7.9KJ/m²；

（4）玻璃化转变温度≥70^oC；

（5）熔点240-260^oC。

二、市场需求预测及效益分析

随着科学的发展和技术的进步，在国外，PET已被广泛用于工程塑料。作为一种热塑性工程塑料，PET具有优异的热稳定性、耐化学药品能力、电性能等综合性能，在汽车工业、电器等其它领域得到广泛应用。尤其是近年来，由于PET优良的性能、较低的生产成本和较高的性能比在轿车用塑料中所占比例不断增加，美国是PET工程塑料生产和用量最多的国家，轿车上的应用占其国内PET工程塑料产量的1/3以上，并且汽车用PET工程塑料以年均5%的速度增长。随着国民经济的快速发展，近年来我国工程塑料的需求量迅猛增长。但由于聚合工艺或工程技术上的原因，目前我国工程塑料所用树脂85%依靠进口。我国热塑性工程塑料的需求集中在电子电气、汽车、铁路、公路建设等领域。PET工程塑料具有价格低廉、耐热性高、机械强度好、吸水率小、电气性能优良、耐各种化学药品、成型品尺寸稳定性好等优点，与目前国内采用进口PBT工程塑料相比。PET工程塑料性能优且价格要低30%，故在我国生产PET工程塑料市场前景看好。

对于全国聚酯PET行业而言，在当前纺织产业不景气，瓶片及薄膜市场竞争激烈的状况下，选择热塑性聚酯工程塑料这一有广阔市场前景、产品附加值高、包含顶端技术从而避免无序竞争的领域无疑是明智之举。面对国内家电、电子尤其是汽车产业的发展，塑料制品及塑料配件的生产已成为蓬勃兴起的新兴产业，需要各种价廉质优的工程塑料原料的支撑，这为工程塑料级纳米聚酯PET的研发提供了很好的契机。

因此，以聚酯PET工程塑料为基础的热塑性聚酯材料的研究和应用在我国是聚酯非纤应用的一个极有前途的新兴领域，本项目产品聚酯PET纳米复合材料，可替代昂贵的PBT和PA，作为工程塑料用基料，可广泛用于电子元件、家电部件、汽车塑料配件等，并可拓展到包装、装饰、家具、文具等领域，已形成了广阔的经营空间。

三、项目团队介绍

本团队长期从事高分子基纳米复合材料的制备和性能研究工作，近年来，对乙丙橡胶、聚酯、聚丙烯等聚烯烃类材料进行了广泛研究，解决了纳米复合材料制备过程中存在的不易均匀分散和界面难于控制这两大关键问题，获得了一系列高性能和功能化的纳米复合材料，并申请和授权了多项国家发明专利。

本团队不仅关注技术的创新和新产品的研发，同时也走出了一条纳米材料应用从实验室经过中试放大到实现产业化的有效可行的研发路线。例如本团队在完成国家863项目（聚酯/无机粒子高性能复合材料，2003.7-2005.12）、获得了一系列科研成果的基础上，积极推动成果的技术转移，最终该项目在江苏常州实现了产业化，建成了年产5万吨的纳米复合聚酯PET规模生产线，新产品在纤维、薄膜和工程塑料领域都得到了广泛应用。因而本团队不仅具备了承担国家863高技术、国家支撑计划以及省、市技术创新项目的能力，而且具备了为企业解决产业化和新产品开发的相关技术问题的能力。近年来，我们不仅承担了多项国家科技任务，同时也与国内外二十多家企业建立了长期合作关系，直接承担了企业委托项目20多项，申请发明专利27项，已经授权13项。

四、合作模式

本项目计划通过融资，首先建成年产500吨PET工程塑料生产线，生产多种功能化的PET工程塑料产品，在此基础上，再逐步扩展到年产1000吨PET工程塑料生产线。希望以技术入股的方式建立股份制公司，采取以企业为中心，科研机构广泛参与，利益共享、风险共担的产学研联合的模式，共同促进科技成果的转化与推广。