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高分子材料老化快速評(píng)價(jià)系統(tǒng)

1. 痛點(diǎn)問題高分子材料在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的各個(gè)領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。隨著越來越多的高性能、高功能性高分子新材料不斷涌現(xiàn)，以及在雙碳背景下高分子材料的降解回收受到越來越多的關(guān)注，都使得壽命可控的高性能材料成為重大需求，同時(shí)對(duì)材料的老化評(píng)價(jià)和準(zhǔn)確的壽命預(yù)測(cè)手段有強(qiáng)烈需求。目前的老化評(píng)價(jià)方法主要有兩種：室外自然老化和實(shí)驗(yàn)室加速老化，定期取樣測(cè)試材料的性能變化。室外自然老化評(píng)價(jià)結(jié)果反映實(shí)際使用情況，但周期長(zhǎng)達(dá)幾個(gè)月到幾年，且受氣候條件的影響不可重復(fù)。實(shí)驗(yàn)室加速老化的周期有所縮短，但通常也需幾千小時(shí)以上，且由于加速老化設(shè)備不能完全模擬實(shí)際使用條件，導(dǎo)致評(píng)價(jià)結(jié)果常常與實(shí)際使用情況不符。綜上，自然老化的評(píng)價(jià)周期過長(zhǎng)，而加速老化評(píng)價(jià)不僅評(píng)價(jià)周期仍然較長(zhǎng)，而且結(jié)果又常常存疑，嚴(yán)重阻礙了新材料投入應(yīng)用的進(jìn)程。 2. 解決方案針對(duì)以上痛點(diǎn)問題，本項(xiàng)成果提出了全新思路，即通過對(duì)高分子材料老化早期產(chǎn)生的痕量氣相降解產(chǎn)物的高靈敏度檢測(cè)，來實(shí)現(xiàn)對(duì)老化的快速評(píng)價(jià)。并基于此開發(fā)了高分子材料老化快速評(píng)價(jià)系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)在光照、溫度、濕度、氧氣等模擬氣候條件下老化的快速評(píng)價(jià)。該系統(tǒng)具有如下特點(diǎn)：將評(píng)價(jià)周期從幾個(gè)月~幾年縮短為幾個(gè)小時(shí)，極大地提高了材料評(píng)價(jià)的效率，對(duì)新材料的研發(fā)和應(yīng)用將起到極大的促進(jìn)作用。可以實(shí)現(xiàn)多種老化環(huán)境因素（光/熱/氧/濕）的單獨(dú)應(yīng)用或耦合應(yīng)用，可以適應(yīng)不同老化條件的評(píng)價(jià)需求。樣品用量少，mg~g級(jí)，對(duì)用量極小的功能性新材料（如電子器件中的功能膜等）的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)具有突出的優(yōu)點(diǎn)。合作需求目前本項(xiàng)目的技術(shù)成熟，希望與企業(yè)合作，開展如下工作： 1）進(jìn)行產(chǎn)品的集成和外觀設(shè)計(jì)、針對(duì)不同細(xì)分應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行系列產(chǎn)品開發(fā)，不斷開拓市場(chǎng)。 2）承接實(shí)驗(yàn)室后續(xù)的開發(fā)成果，進(jìn)行產(chǎn)品的升級(jí)開發(fā)。 3）第三方檢測(cè)：建立第三方檢測(cè)平臺(tái)，對(duì)全社會(huì)提供老化評(píng)價(jià)服務(wù)。希望合作企業(yè)具有儀器設(shè)備的研發(fā)和生產(chǎn)能力。所需資金約800-1000萬元，產(chǎn)品開發(fā)實(shí)驗(yàn)室約150-200m2。

清華大學(xué) 2022-03-02

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