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具有微納多孔結(jié)構(gòu)的聚四氟乙烯（PTFE）微孔材料在高效過濾、防水透聲、高端織物、醫(yī)療器械等國民經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵材料。但是，由于PTFE材料極難加工，近五十年來，只有美國Gore公司開發(fā)的拉伸法實(shí)現(xiàn)了PTFE微孔產(chǎn)品的大規(guī)模商品化生產(chǎn)，產(chǎn)值高達(dá)百億。但是，拉伸法存在的一些頑固問題仍然沒有得到解決，如產(chǎn)品均勻性、產(chǎn)品孔徑與孔隙率的。本成果顛覆傳統(tǒng)拉伸法，創(chuàng)造性地提出了基于剪切誘導(dǎo)原位成纖工藝，巧妙地解決了存在半個(gè)多世紀(jì)的問題，可制備具有高孔隙率、小孔徑、高強(qiáng)度的高性能PTFE微孔材料，并且可根據(jù)生產(chǎn)需求靈活調(diào)整產(chǎn)品宏觀性狀與微觀結(jié)構(gòu)，僅通過簡單的工藝參數(shù)調(diào)整，即可實(shí)現(xiàn)具有不同微觀結(jié)構(gòu)的平板膜、纖維、中空纖維膜、微孔泡沫等批量化生產(chǎn)。與拉伸法相比，本成果工藝靈活、設(shè)備簡單、能耗顯著降低、無環(huán)境污染，具有良好的產(chǎn)業(yè)化潛力。此外，本成果提供了一種具有普適性的PTFE微孔材料改性方法，可以通過先進(jìn)的復(fù)合工藝實(shí)現(xiàn)具有高導(dǎo)電、高導(dǎo)熱等功能化PTFE材料，有效填補(bǔ)市場空白。圍繞本成果，已發(fā)表多篇國際論文、申請四項(xiàng)國家發(fā)明專利、兩項(xiàng)海外專利，在油水/固液分離、先進(jìn)織物等領(lǐng)域具有良好應(yīng)用前景，相關(guān)產(chǎn)品已成功驗(yàn)證并得到多方行業(yè)內(nèi)專家認(rèn)可。

三地深度聯(lián)動(dòng)辦賽 打造國際化創(chuàng)業(yè)平臺

大粒徑硅溶膠以其獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)，在涂料、建材、電子、陶瓷、橡膠、紙張、紡織、環(huán)境保護(hù)及化妝品等多個(gè)領(lǐng)域展現(xiàn)出廣泛的應(yīng)用前景。隨著科技的不斷進(jìn)步和生產(chǎn)工藝的改進(jìn)，大粒徑硅溶膠的應(yīng)用范圍和潛力將進(jìn)一步拓展，為各行業(yè)的發(fā)展提供更為強(qiáng)大的支持。

大粒徑硅溶膠是一種重要的無機(jī)膠體材料，以其獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)在多個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。 一、定義與特性 定義：硅溶膠是一種含有二氧化硅（SiO2?）的膠體溶液，通常呈現(xiàn)為透明或半透明的液體。大粒徑硅溶膠指的是粒徑在100納米以上的硅溶膠，其粒徑范圍可以從100納米到500納米不等。 特性： 物理性質(zhì)：大粒徑硅溶膠具有較高的粘度和良好的流動(dòng)性，能夠在高溫和高壓環(huán)境下保持其性能。 化學(xué)性質(zhì)：硅溶膠無毒無味，耐高溫、耐酸堿，具有穩(wěn)定的物理和化學(xué)性質(zhì)。 光學(xué)性能：大粒徑硅溶膠具有較好的光散射能力，可以在涂料中產(chǎn)生優(yōu)良的遮蓋效果，提升涂料的遮蓋力和白度。 機(jī)械性能：干燥后能形成堅(jiān)韌的薄膜，具有一定的耐磨性和耐化學(xué)性。 二、制備方法 大粒徑硅溶膠的制備方法多種多樣，常見的包括： 溶膠-凝膠法：通過控制反應(yīng)條件，如溫度、pH值和反應(yīng)時(shí)間等，調(diào)節(jié)硅溶膠的粒徑和分布。是目前應(yīng)用最廣泛的一種方法。 離子交換法：也稱粒子增長法，以水玻璃為原料，通過離子交換反應(yīng)去除雜質(zhì)，生成聚硅酸溶液，再經(jīng)處理得到大粒徑硅溶膠。 水熱合成法：在高溫高壓條件下合成硅溶膠，能夠獲得較為均勻的顆粒分布。 直接酸化法：采用稀水玻璃，經(jīng)離子交換樹脂去除雜質(zhì)，制備活性硅酸溶膠，再加熱保溫、直接酸化，控制反應(yīng)條件使晶粒長大，得到大粒徑硅溶膠。 三、應(yīng)用領(lǐng)域 大粒徑硅溶膠因其獨(dú)特的性質(zhì)，在多個(gè)領(lǐng)域展現(xiàn)出廣泛的應(yīng)用前景： 涂料行業(yè)：作為填料和增稠劑，改善涂料的流動(dòng)性和刷涂性能，提高涂層的附著力和耐磨性。其透明性也適用于透明和半透明涂料的生產(chǎn)。 建筑材料：作為粘結(jié)劑，提高水泥和砂漿的強(qiáng)度及耐久性，改善建筑材料的抗?jié)B性能。在混凝土中加入適量的大粒徑硅溶膠，可以增強(qiáng)混凝土的抗壓強(qiáng)度和耐磨性。 電子行業(yè)：用于電子封裝材料和絕緣體，提高材料的熱導(dǎo)性和電絕緣性，減少電子元件之間的干擾，提高電子設(shè)備的性能和可靠性。 陶瓷材料：作為添加劑，改善陶瓷的成型性和燒結(jié)性能，增強(qiáng)陶瓷制品的強(qiáng)度和韌性，提高陶瓷產(chǎn)品的表面光潔度和色澤。 橡膠行業(yè)：作為填充劑和增強(qiáng)劑，提高橡膠的耐磨性和抗老化性能，改善橡膠的加工性能，降低加工難度，提高生產(chǎn)效率。 紙張和紡織行業(yè)：作為涂布劑和助劑，提高紙張的光滑度和印刷適應(yīng)性，改善紡織品的手感和強(qiáng)度，提高紡織品的耐水性和耐污性。 環(huán)境保護(hù)：作為吸附劑，有效去除水中懸浮物和重金屬離子，改善水質(zhì)。在土壤改良方面也展現(xiàn)出一定的應(yīng)用前景。 化妝品行業(yè)：被廣泛應(yīng)用于粉底、遮瑕膏等產(chǎn)品中，提供良好的滑爽感，使化妝品在涂抹時(shí)更加順滑，且不易出現(xiàn)結(jié)塊現(xiàn)象。 四、使用注意事項(xiàng) 在使用大粒徑硅溶膠之前，應(yīng)準(zhǔn)備好所需的工具和材料，包括攪拌器、量筒、噴槍等。 注意施工環(huán)境，高濕度環(huán)境可能導(dǎo)致涂層干燥不良，而低溫環(huán)境則可能延長干燥時(shí)間。 在大規(guī)模應(yīng)用前，建議進(jìn)行小面積的兼容性測試，確保硅溶膠與基材之間的相容性，避免因不兼容造成的涂層脫落或起泡。 使用后應(yīng)及時(shí)清洗工具和設(shè)備，避免硅溶膠固化在工具上，影響下次使用。 五、總結(jié) 大粒徑硅溶膠以其獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)，在涂料、建材、電子、陶瓷、橡膠、紙張、紡織、環(huán)境保護(hù)及化妝品等多個(gè)領(lǐng)域展現(xiàn)出廣泛的應(yīng)用前景。隨著科技的不斷進(jìn)步和生產(chǎn)工藝的改進(jìn)，大粒徑硅溶膠的應(yīng)用范圍和潛力將進(jìn)一步拓展，為各行業(yè)的發(fā)展提供更為強(qiáng)大的支持。