有机硅实验室科研团队巡礼——有机硅复合材料科研团队

上传时间 :2020-03-24 17:08:38    浏览次数 :66    作者与来源 :苏丽

团队介绍

利用有机硅的特有优势,与传统纺织材料进行有效结合,开发出新型的差别化纤维材料,包括超细旦纤维、调温吸湿纤维及织物;长期从事有机硅产品尤其是POSS基及其大环化合物和研究开发,目前已具备耐超温性能,并对合成反应机理进行系统深入研究,有望创建一个有机硅反应的新方法。

近年来,本团队在设计合成拓扑结构聚硅氧烷取得一些重要进展,如:环形聚硅氧烷与多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)聚合物。在环形聚硅氧烷的合成与性能研究方面,以环四硅氧烷为原料,在路易斯酸的催化下,与水反应,实现了环形聚硅氧烷的高选择性合成(Polymer Chemistry, 2017, 8(9), 1573−1578)。另外,还发现这一合成过程为复分解-插入反应,也就是一部分原料分子分解成小单元并与其他原料分子反应使其他原料分子扩环的过程,为合成其他拓扑结构聚硅氧烷,如多环形聚硅氧烷,提供了有效手段。

在POSS聚合物的合成与性能研究方面,以部分封端双甲板形聚硅氧烷为原料,通过脱氢偶联反应,合成了“毛虫状”聚硅氧烷(Chemical Communications, 2019, 55(18), 2613−2615)。这些“毛虫状”聚硅氧烷具有优异的热稳定性与光学性能。

随着国家发布了《中国制造2025》规划,本团队利用在材料化学上的研究优势,迎合中国制造业从传统制造向智能制造发展的趋势,开发了一系列的光固化3D打印液态树脂,这些材料被广泛用于模具制造、文创领域及医疗康复行业,填补国内空白,服务地方企业,提升社会价值。

团队理念

       1. 勇于创新  

       2. 做专做精

       3. 服务社会

团队成员

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来国桥,国务院特殊津贴专家(2004年)、浙江省“新世纪151人才工程”第一层次培养人选(2008年)、浙江省高校中青年学科带头人(2003年)、首届杭州市杰出人才(2006年)、二级教授(2012年)、博士生导师(浙江大学2007年)。



主要从事有机硅化学及材料的教学与研发工作,在甲基苯基硅氧链节有机硅单体及聚合物、有机硅3D打印材料、耐高温、高导电性能有机硅材料、光学活性聚硅烷等材料制备、性能研究及其应用领域获得一系列成果。主持完成国家863计划(3项),国家重点工程项目(15项)、国家自然科学基金、省长基金、省自然科学基金人才项目、省重大项目等省部级以上项目30余项, 获教育部科技进步三等奖(1998年)等科研奖励5项。获国家发明专利授权90余项,发表SCI、EI收录论文120余篇,出版专著1部,创建全球第三套、我国第一套热缩法苯基单体规模化生产装置,其成果处于国内一流或领先水平,形成了国家863计划产业化基地之一。获浙江“青年五四奖章”、浙江省优秀青年、浙江省百名科技自主创新标兵、杭州市十大杰出青年、杭州市先进科技工作者、杭州市教育系统优秀教师、杭州市青年科技奖等多项荣誉称号。创建有机硅化学及材料技术教育部重点实验室(2005年),创建材料与化学化工学院(2006年)。

曾任第五届教育部科技委材料学部委员,第六届教育部科技委化学化工学部委员,浙江省有机硅协会副会长,杭州市第十一届、杭州市第十二届人大代表,杭州师范大学校长助理,材化学院院长,有机硅教育部重点实验室主任等。现任第三届国家新材料产业发展战略咨询委员会委员,国家有机氟硅材料生产力促进中心主任,中国职业技术教育学会常务理事,中国青年科技工作者协会会员,中国氟硅材料工业协会常务理事,浙江省氟硅化学品科技创新服务平台理事长,浙江省“化学”重中之重学科负责人,浙江省有机硅创新团队负责人,杭州市第十三届人大代表,城西产业集聚区管委会决策咨询委员会委员,杭州市人大常委会2020年度预算“三审”制成员。

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郝超伟,理学博士,硕士研究生导师,副研究员。

2007年6月中国科学院化学研究所所高分子物理与化学专业博士毕业。2007年7月至今在杭州师范大学有机硅化学及材料技术教育部重点实验室工作。主要从事高性能尼龙、聚酯及其复合物研制、差别化纤维及应用开发以及聚乳酸等可降解材料的开发等工作。

主要研究方向:基于有机硅功能助剂的差别化纤维研制

1.超细旦差别化聚酰胺长丝

作为差别化纤维的重要一类,超细旦锦纶纤维因其具有柔软舒适性、轻薄和天然感觉,符合现代服装面料的要求。目前国内市面上常见的聚酰胺纤维是单丝纤度为0.7~3.0分特的纤维,最细的纤维纤度只能达到0.7分特左右(分特,纤维细度单位,10km长的纤维,质量为1g,即叫做1分特)。基于高分子物理、高分子化学、配位化学及有机硅化学等综合性交叉学科开展,取得了开创性的技术突破。项目团队利用具自主知识产权的有机硅功能助剂及其复合物技术对聚酰胺纺丝基体(高分子树脂材料)的聚集态结构进行优化调控,并适当调整纺丝工艺,即可在常规纺丝设备上生产出单丝纤度为0.3~0.7分特、纤维直径可达5微米以下的超细旦聚酰胺纤维,并实现了超细旦聚酰胺长丝的工业化中试及大试生产。并通过教育部组织的成果鉴定。

2.调湿保温纤维研制

随着科技进步,人们已不限于温饱的基本需求,对服装的穿着舒适性、轻便保暖性、透气性的需求日益普遍,特别是在休闲、运动领域,对调温、透湿、干爽透气的服装需求更是迫切。最早的调温纺织品是将相变材料(微胶囊)加入到粘胶或者腈纶(纺羊毛)纤维中而后织成的面料纺织品。但该技术对纺丝工艺要求严格,而且材料调温效果不甚明显而未普及。另外,目前市场上其他的调温产品多采用对面料进行后整理的方式得到调温效能,但该方法要用到较多的有机溶剂,不利环保。项目团队和有关企业合作,利用有机硅功能助剂及其复配物,对聚酯基体进行改性,经过多次纺丝实践,目前已经完成小试和中试,所生产的纤维达到或超过国外同等水平,且成本大幅降低。具有广泛的应用推广价值。

代表项目:主持完成浙江省科技厅重大科技专项重点工业化项目(50万元),作为主要完成人参与浙江省科技厅重大科技专项优先主体工业化项目(60万元)、国家863计划项目(150万元)、国家自然科学基金面上项目以及承担多个横向开发项目,各项经费总额超过600余万元。

代表论著:在Polym. Int., J. Polym. Sci., Part B., J. Appl. Polym. Sci.等国内外重要学术期刊发表学术论文近20余篇;申请国家发明专利40余件,其中获得授权发明专利30余件。

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李泽,博士

2008年3月毕业于日本国立北陆先端科学技术大学院大学,获得材料科学哲学博士学位,2008年4月至2011年3月分别于日本国立北陆先端科学技术大学院大学和日本国立群马大学做博士后研究,2011年4月加盟杭州师范大学有机硅化学及材料技术教育部重点实验室。


主要从事拓扑结构聚硅氧烷合成与性能方面的工作。加盟有机硅实验室以来在环形聚硅氧烷与多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)聚合物方面取得了一些重要进展。在环形聚硅氧烷的合成与性能研究方面,以环四硅氧烷为原料,在路易斯酸的催化下,与水反应,实现了环形聚硅氧烷的高选择性合成(Polymer Chemistry, 2017, 8(9), 1573−1578)。这些环形聚硅氧烷具有优异的热稳定性、溶解性与较低的玻璃化转变温度,基于这些聚硅氧烷有望发展出综合性能优异的新型高分子材料。另外,还发现这一合成过程为复分解-插入反应,也就是一部分原料分子分解成小单元并与其他原料分子反应使其他原料分子扩环的过程,为合成其他拓扑结构聚硅氧烷,如多环形聚硅氧烷,提供了有效手段。在POSS聚合物的合成与性能研究方面,以部分封端双甲板形聚硅氧烷为原料,通过脱氢偶联反应,合成了“毛虫状”聚硅氧烷(Chemical Communications, 2019, 55(18), 2613−2615)。这些“毛虫状”聚硅氧烷具有优异的热稳定性与光学性能。

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陈遒  高级实验师

毕业于新疆大学化学与化工学院,获有机化学硕士学位。长期从事有机硅树脂及其它化学材料合成制备技术的研究,在光固化化学材料方面有独特研究,并以此开发了一系列的3D打印材料,打破了国外大公司对国内3D打印光敏树脂的垄断。



罗蒙贤  高级实验师 

1987年毕业于浙江大学夜大学自动化仪器仪表专业。长期从事有机硅化学材料的加工工艺研究及实验室管理工作。