傅强教授团队
——高分子定构加工及功能复合材料科研团队
团队负责人：傅强（四川大学教授）
个人荣誉：
国家杰出青年科学基金获得者
教育部长江学者特聘教授
“天府万人计划”天府杰出科学家
中国化学会纤维素专业委员会主任
中国塑料加工协会副理事长
四川大学高分子科学与工程学院学术院长
国家技术发明二等奖、四川省科技进步一等奖、教育部自然科学一等奖获得者
团队主要成员：
团队介绍：
高分子定构加工及功能复合材料科研团队隶属于四川大学高分子科学与工程学院及高分子材料工程国家重点实验室，团队现有教授（或研究员）6名，副教授（或副研究员）5名。多年来，团队先后承担并完成多项国家级、省部级及企业项目，研究兴趣包括聚合物成型加工中的形态控制（利用成型加工中的剪切场和温度场，从共混热力学和动力学的角度，通过剪切引起的液-液相分离以及动态保压等技术控制聚合物共混物的微相分离、取向和结晶结构，以获得高性能的聚合物共混复材料，建立结构-形态-性能的关系），聚合物纳米材料的瓶颈科学问题的研究（在分子设计与界面设计的基础上，通过对无机纳米粒子的表面修饰与改性，从根本上解决原位和共混复合中纳米粒子的分散和界面问题，通过在成型加工中直接制备聚合物纳米复合材料，控制纳米粒子的分散、取向和体系的微观结构，大幅度提高通用和工程塑料的性能）等方面，并取得了卓有成效的研究成果，作为项目负责人完成或在研国家自然科学基金、973子课题，四川杰出青年基金等多个研究项目19项，横向合作类项目10项，累计发表SCI收录论文470余篇，SCI他引超过15000次，申请专利48项，获得教育部科自然科学一等奖(2010，2022)、教育部科技进步一等奖（2007）、教育部科技进步二等奖（1998）、国家技术发明二等奖（2010）、四川省科技进步一等奖（2005，2014）、四川省科技进步二等奖（2003）、中国石油和化学工业协会技术发明一等奖（2008）等多项国家级省级荣誉及奖励。
代表性成果：
1. 人工关节用超高分子量聚乙烯（UHMWPE）棒材成型加工与高性能化
超高分子量聚乙烯因其高韧性、抗疲劳、耐磨、表面自润滑和生物相容性好等优点，被认为是制作人工关节假体最适合的高分子材料，然而其成型加工性差、难以连续成型且模塑料制备力学性能差等问题限制了其应用，特别是目前厚尺寸棒材的高效连续稳定成型以及高性能化（如高韧性、抗氧化和高耐磨）仍然存在挑战。本团队将螺杆挤出和柱塞挤出的特点相结合，改进螺杆与料筒螺纹结构，并引入周向叠加摆动复合力场，采用低缠结粉料在成型中实现高结晶度并在此基础上发展新的抗氧剂体系，实现了80mm棒材连续挤出成型（市场最大直径），双缺口冲击强度≥190kJ/m2，满足GB/T 19701.2-2016要求，百万次平均磨损量和抗氧化性均满足临床要求，建成7吨/年医用棒材生产示范线。
2. 高性能、高耐热双向拉伸聚丙烯电容膜
双向拉伸聚丙烯（BOPP）是薄膜电容器中主导电介质材料（占90%以上），然而电力电容器用BOPP粗化膜的击穿场强较低，高温下发生电气性能劣化，无法满足电动汽车、新能源储电等领域的严苛要求，目前亟需开发可规模化生产并具备高温电气性能的聚丙烯电容膜。本团队采用高等规、窄分布电工级PP树脂，改进添加物组分和流延铸片工艺，促进薄膜表面粗化和本体结晶取向，发展高Tg聚烯烃与聚丙烯的共混改性技术及双向拉伸成膜工艺，提高晶相及无定形相的耐热温度，实现了吨级BOPP薄膜工业化制备（厚度2.7-5.8 μm可调）电容量在125℃长期稳定，电气性质可达到日本东丽电容膜水平。
3. 二维聚乙烯极限厚度超薄膜加工原理与应用研究
高分子薄膜具有重要的应用价值，然而人工制造的产业级超薄膜存在“亚微米空白区”（1纳米-1微米），如何制备大面积且自支撑的超薄膜极具挑战。本团队采用多级逼近和近熔点加工的思想，通过对薄膜分阶段加工，先侧重减薄，后侧重增强；配合薄膜内部结构的演化，逐级提高加工温度和应力、降低体系浓度；采用近熔点加工的策略，促进晶体结构转变，形成更稳定的shish网络结构，开发出了世界上最薄的工程高分子——超高分子量聚乙烯薄膜，厚度仅有头发丝的5000分之一，并在此基础上实现了平方米级超薄膜的制备。
[1] Runlai Li, Qiang Fu et al. Ultrahigh Molecular Weight Polyethylene Lamellar‐Thin Framework on Square Meter Scale[J]. Advanced Materials, 2022, 34, 2107941.
[2]傅强，李润莱等，一种大面积超高分子量聚乙烯超薄膜及其制备方法，ZL202110570190.0.
4. 聚合物基导电胶
聚合物/银包铜导电复合材料导电胶具有粘接力强、导电性能优异等优势，然而目前的导电胶存在湿热老化性差、存储性能不佳和成本高等问题，如何在导电胶性能和成本之间取得平衡依然存在挑战。本团队通过材料的组成和结构设计，成功制备了剥离力15N/cm（180度剥离，小钢片样品测试），240小时双85后老化后剥离力降低率<10%、存储性能优异、低成本的导电胶。
该项目拥有国家授权发明专利2项、日本授权发明专利1项。
5. 高性能弹性导体
聚合物基弹性导体具有导电性能优异、可拉伸、可压缩和质地柔软等优势，然而如何实现高导电率和低模量的同时满足其它力学性能的应用需求仍然存在挑战。本团队采用镀银微球通过毛细管力作用力形成紧密贴合局部导电网络提升整体电导率（60000 S/cm），并在骨架泡棉内部构建金属导电网络，使其兼顾低模量-低电阻的性能。
邓华，傅强等，中国发明专利CN202111152625.6, CN202110915228.3, PCT/CN2022/109845, PCT/CN2022/111911
6. 高功率芯片散热用超低热阻导热界面材料
热界面材料能够将电子元件产生的热量快速传递到外界，具有重要的应用价值。然而，如何打破粘合层厚度（BLT）和导热系数（k）之间的矛盾，制备具有超低有效热阻（RTIM）的新型导热界面材料仍然具有挑战。本团队创新性的开发了一种液态金属改性填料表面的新技术，实现了具有国内领先水平热阻的新填料，并在此基础上开发出了界面热阻远超商业化最高水平的新型复合材料。
[1]吴凯，傅强等，一种高流动性的绝缘导热硅脂及其制备方法，ZL202111451215.1
[2]吴凯，傅强等，一种经液态金属改性的微纳米功能材料及其制备和应用，ZL202011115301.0.
[3]吴凯，傅强等，一种可直接成型的改性液态金属复合材料及其制备，ZL202110843272.8.
7. 多功能化的高透明、高柔性、耐刮擦涂层
高透明、高柔性且耐刮擦多功能涂层对先进显示等领域的发展至关重要，然而如何实现材料兼具塑料般的柔性和玻璃般硬度的同时还具有多功能性依然存在极大的挑战。本团队以笼形倍半硅氧烷为纳米构建基元，采用有机-无机杂化的策略，成功制备了兼具超高柔性和超高硬度且具有优异抗污、抗菌性能的涂层，并在此基础上，采用离子型POSS，开发出了兼具抗静电性能和抗指纹性能的透明硬质涂层，克服了传统保护性涂层的不足，有望用于未来电子和柔性显示等领域。
[1]韩迪;傅强等，一种高透明的柔性耐刮擦涂层、功能化涂层及其制备方法，CN202210179395.0。
[2]韩迪;傅强等，一种高透明耐刮擦的抗静电涂层及其制备方法, CN202310482795.3。
[3] Di Han, Qiang Fu et al. Engineering the Properties of Transparent Hybrid Coating toward High Hardness, Excellent Flexibility, and Multifunction. ACS Appl. Mater. Interfaces 2022, 14, 39432.
8. 生物可降解聚乳酸（PLA）增强增韧共混复合新材料的开发
聚乳酸以植物资源为原料（摆脱对石化资源的依赖），可完全生物降解为二氧化碳和水（不会造成白色污染），是21世纪最具发展潜力的“绿色塑料”。然而，聚乳酸耐热性差、易水解降解、气体阻隔性差以及韧性低等缺点严重限制了PLA作为通用塑料和工程塑料的广泛应用。本团队长期开展PLA的应用基础研究，成果包括：（一）高强度高耐热聚乳酸纤维（拉伸强度达607 MPa，沸水收缩率0.67%，可采用传统方法热定型和染色，可采用熔融纺丝制备、成本低），在服装和医用纺织品等领域具有重要的应用价值。（二）高强度高耐热聚乳酸阻隔材料（热变形温度可达105℃，拉伸强度＞60MPa，模量>4000MPa，缺口冲击强度4.5kJ/m2，熔融指数20-40g/min，灰份30wt%，氧气阻隔性能提高10倍，达2.7×10-14 cm2s-1Pa-1），在一次性餐具（如吸管、勺子、餐盘等）、食品包装材料等领域具有好的应用前景。（三）超韧高耐热的立构复合聚乳酸工程塑料（维卡软化点和热变形温度分别高达 210 ℃和176 ℃，一步反应性熔融共混制备，工艺简单易于大规模工业化生产，产品缺口冲击韧性高达 62.5 kJ/m2、断裂伸长率>100%且保持了较高的拉伸强度45 Mpa，综合性能优异，与PC、PBT、PA6等传统工程塑料相当），有望在汽车、电子工业等领域替代PBT等传统工程塑料。
[1]白红伟，傅强等，高耐热高强度的聚乳酸纤维及其制备方法，ZL201510697249.7。
[2] Hongwei Bai, Qiang Fu et al. Toward High-Performance Poly(l-lactide) Fibers via Tailoring Crystallization with the Aid of Fibrillar Nucleating Agent. ACS Sustainable Chem. Eng., 2016, 4, 3939.
[3] Hongwei Bai, Qiang Fu et al. Significantly improving oxygen barrier properties of polylactide via constructing parallel-aligned shish-kebab-like crystals with well-interlocked boundaries[J]. Biomacromolecules, 2014, 15, 1507.
[4]白红伟，傅强等，高性能立构复合型聚乳酸/弹性体合金材料或制品及其制备方法，ZL201810252684.2。
[5] Hongwei Bai, Qiang Fu et al. Toward Supertough and Heat-Resistant Stereocomplex-Type Polylactide/Elastomer Blends with Impressive Melt Stability via in Situ Formation of Graft Copolymer during One-Pot Reactive Melt Blending. Macromolecules, 2019, 52, 1718.
