新材料,石油炼制,石油化工,精细化工

高分子化学与物理

Polypropylene;Flame Retardancy;Supercapacitor;Epoxy Resin;Polyethylene;Compatibilization;Catalysis;Carbon Nanotubes;Nanocomposites;CLAY

（一）聚合物多相多组分材料体系界面与微结构调控的新方法
　　通过共混或复合改性是制备高性能聚合物材料的有效途径之一，其关键是如何调控多相聚合物体系的界面和微观相结构。针对不相容聚合物共混体系结构与性能的关系，我们建立了共混物界面张力、分散相尺寸与增容剂浓度的真实定量关系(Polymer,1994,35,281)，获得国际同行研究结果的广泛验证，被国外著名学者称为“Tang-Huang”方程(见Macromolecules,1997，30，4713)，为实现不相容聚合物合金材料的高性能化和物理共混法回收废弃聚合物确定最佳工艺提供了理论指导。
　　在聚合物/纳米粒子复合体系的结构与性能调控方面，率先探索研究了长链支化聚合物/纳米粒子复合体系的基本行为，发现长链支化结构对于纳米复合体系的熔体行为及其微观相结构具有独特的影响规律，如：不符合爱因斯坦的黏度变化公式，并给出了机理解释。通过物理作用和化学键接的方法调控纳米粒子表面与聚合物分子链的相互作用，建立了调控纳米粒子分散状态的新方法并阐明了机理，实现了多种聚合物纳米复合材料同步增强增韧。上述结果对于深入认识和理解聚合物纳米复合体系的性质具有重要的科学价值。
　　（二）通过聚合物多级结构的协同调控实现高性能发泡材料的定制
　　聚合物的多级结构与加工性能和使用性能的构效关系一直是高分子科学的研究热点。系统研究了多相聚合物体系中分子链拓扑结构、相结构对于流变行为的作用规律，发现相界面状态对于聚合物体系超临界二氧化碳发泡行为具有显著影响。阐明了分子链结构-熔体流变行为-发泡性能的构效关系，发明了利用自由基捕捉与非等活性支化单体方法调控聚丙烯等的长链支化结构，开发出性能优异并易于产业化的高熔体强度聚丙烯专用料制备技术。
　　发明了有效调控聚合物发泡行为与泡孔结构的方法，包括：原位冷却发泡技术、温度-压力动态调控发泡技术等，建立了聚合物发泡专用料及其发泡产品中试研发平台，形成产业化技术工艺包，拥有30余件授权发明专利。三项聚合物发泡技术实现产业化，产品应用于风电、核电及汽车领域，打破了国外公司的技术垄断。其中，依托本团队开发的高性能聚氯乙烯结构泡沫制备技术率先在国内建立第一条生产线，从配方原材料、工艺到生产设备，全面实现国产化，产品应用于国内风电叶片、轨道交通等领域，解决了上述产业发展需要高强轻量化材料的“卡脖子”问题。
　　（三）发明非成炭聚合物催化碳化方法并应用于塑料阻燃与高值化回收再利用
　　如何保护环境、实现资源循环再利用是当今社会面临的重大科技问题。目前，每年有大量废弃聚合物被丢掉、烧掉，不但污染环境，也是资源的浪费。针对热塑性聚合物，我们在国际上发明了组合催化方法，使聚合物发生高效碳化反应生成碳纳米材料（Angew. Chem. Int. Ed.,2005,44,1517；美国授权专利1件），为聚合物高值化回收再利用提供了新途径。通过系统研究不同类型组合催化体系促进碳化反应的机理，实现了多种非成炭聚合物（如：聚烯烃、聚苯乙烯、聚乳酸等，以及多种废旧聚合物混合体系）高效碳化反应，制备出多种类型碳纳米材料（纳米管、纳米球、纳米薄片等）及其复合物。获得授权发明专利16件。利用这一高效碳化反应，还可以显著降低材料燃烧速率，提高阻燃性能。上述研究工作带动国内外14家大学和研究机构开展相关跟进研究。

1. J. Gong, X. C. Chen,* Tao Tang*, “Recent progress in controlled carbonization of (waste) polymers”, Progress in Polymer Science, 2019, 94, 1.
2. D. L. Fan, M. G. Li*, J. Qiu, H. P. Xing, Z. W. Jiang, T. Tang*, “Novel method for preparing auxetic foam from closed-cell polymer foam based on the steam penetration and condensation process”, ACS Appl. Mater. Interfaces, 2018, 10, 22669.
3. J. Gong, J. Liu, X. C. Chen, Z. W. Jiang, X. Wen, E. Mijowska, T. Tang*, “Converting real-world mixed waste plastics into porous carbon nanosheets with excellent performance in the adsorption of an organic dye from wastewater”, J. Mater. Chem. A, 2015, 3(1), 341.
4. Y. C. Lin, Y. H. Wang, J. Zheng, K. Yao, H. Y. Tan, Y. T. Wang, T. Tang*, D. H. Xu, “Nanostructure and linear rheological response of comb-like copolymer PSVS-g-PE melts: influences of branching densities and branching chain length”, Macromolecules, 2015, 48(20), 7640.
5. Z. W. Jiang, K. Yao, Z. H. Du, J. Xue, T. Tang*, W. B. Liu, “Rigid cross-linked PVC foams with high shear properties: The relationship between mechanical properties and chemical structure of the matrix”, Composites Science and Technology, 2014, 97, 74.
6. K. Yao, X. Wen, H. Y. Tan, J. Gong, J. Zheng, W. Zhao, Y. Wang, D. M. Cui., H. Na, T. Tang*, “Insight on the striking influence of the chain architecture on promoting the exfoliation of clay in a polylactide matrix during the annealing process”, Soft Matter, 2013, 9(45), 10891.
7. X. Wen, J. Gong, H. O. Yu, Z. Liu, D. Wan, J. Liu, Z. W. Jiang, T. Tang*, “Catalyzing carbonization of poly(L-lactide) by nanosized carbon black combined with Ni2O3 for improving flame retardancy”, J. Mater. Chem., 2012, 22(37), 19974.
8. T. Tang*, X. C. Chen, H. Chen, X. Y. Meng, Z. W. Jiang, W. G. Bi, “Catalyzing carbonization of polypropylene itself by supported nickel catalyst during combustion of polypropylene/clay nanocomposite for improving fire retardancy”, Chem. Mater., 2005, 17, 2799.
9. T. Tang*, X. C. Chen, X. Y. Meng, H. Chen, Y. P. Ding, “Synthesis of multiwalled carbon nanotubes by catalytic combustion of polypropylene”, Angew. Chem. Inter. Ed., 2005, 44, 1517.
10. T. Tang*, B. T. Huang, “Interfacial behavior of compatibilizers in polymer blends”, Polymer, 1994, 35(2), 281.

1. Achiral Lanthanide Alkyl Complexes Bearing N,O Multidentate Ligands. Synthesis and Catalysis of Highly Heteroselective Ring-Opening Polymerization of Rac-Lactide
Xinli Liu; Xiaomin Shang; Tao Tang; Ninghai Hu; Fengkui Pei; Dongmei Cui; Xuesi Chen; Xiabin Jing
Organometallics, 2007

2. Synthesis of Multiwalled Carbon Nanotubes by Catalytic Combustion of Polypropylene
T Tang; XC Chen; XY Meng; H Chen; YP Ding
ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION, 2005

3. Recent Progress in Controlled Carbonization of (waste) Polymers
Jiang Gong; Xuecheng Chen; Tao Tang
Progress in Polymer Science, 2019

4. Selective preparation of biomass-derived porous carbon with controllable pore sizes toward highly efficient CO2 capture
Jiaxin Li; Beata Michalkiewicz; Jiakang Min; Changde Ma; Xuecheng Chen; Jiang Gong; Ewa Mijowska; Tao Tang
Chemical Engineering Journal, 2019

5. [River Ecosystem Health and Its Assessment].
Tao Tang; Qinghua Cai; Jiankang Liu
Ying yong sheng tai xue bao = The journal of applied ecology, 2002

6. Biomass-derived Robust Three-Dimensional Porous Carbon for High Volumetric Performance Supercapacitors
Xiaoguang Liu; Changde Ma; Jiaxin Li; Beata Zielinska; Ryszard J. Kalenczuk; Xuecheng Chen; Paul K. Chu; Tao Tang; Ewa Mijowska
Journal of power sources, 2019

7. Converting Real-World Mixed Waste Plastics into Porous Carbon Nanosheets with Excellent Performance in the Adsorption of an Organic Dye from Wastewater
Jiang Gong; Jie Liu; Xuecheng Chen; Zhiwei Jiang; Xin Wen; Ewa Mijowska; Tao Tang
Journal of Materials Chemistry A, 2014

8. Thermal and Flammability Properties of Polypropylene/Carbon Black Nanocomposites
Xin Wen; Yujie Wang; Jiang Gong; Jie Liu; Nana Tian; Yanhui Wang; Zhiwei Jiang; Jian Qiu; Tao Tang
POLYMER DEGRADATION AND STABILITY, 2012

9. Polypropylene as a carbon source for the synthesis of multi-walled carbon nanotubes via catalytic combustion
Zhiwei Jiang; Rongjun Song; Wuguo Bi; Jun Lu; Tao Tang
Carbon, 2007

10. Rational Design of High-Performance Bilayer Solar Evaporator by Using Waste Polyester-Derived Porous Carbon-Coated Wood
Ning Liu; Liang Hao; Boyi Zhang; Ran Niu; Jiang Gong; Tao Tang
ENERGY & ENVIRONMENTAL MATERIALS, 2022

1. 一种高分子量乙烯-马来酸酐共聚物及其制备方法和应用
陕西煤业化工技术研究院有限责任公司; 中国科学院长春应用化学研究所
张震; 李世辉; 崔冬梅; 唐涛; 姜治伟
公开日期: 2024-12-03 申请日期: 2024-08-02 公开号: CN119060229A

2. 一种乙烯-丁二烯共聚物及其连续生产方法
正和集团股份有限公司; 中国科学院长春应用化学研究所
路忠凯; 李世辉; 崔冬梅; 杨金生; 姜治伟; 王贤山; 唐涛; 柳艳青; 魏艳艳
公开日期: 2024-11-26 申请日期: 2024-08-16 公开号: CN119019587A

3. 一种乙烯-丁二烯共聚物及其单釜聚合方法
正和集团股份有限公司; 中国科学院长春应用化学研究所
王贤山; 路忠凯; 李世辉; 崔冬梅; 杨金生; 姜治伟; 唐涛; 柳艳青; 魏艳艳
公开日期: 2024-11-26 申请日期: 2024-08-16 公开号: CN119019586A

4. 一种二氧化碳基可生物降解泡沫材料及其制备方法
陕西煤业化工技术研究院有限责任公司; 中国科学院长春应用化学研究所
邱健; 乔林军; 唐涛; 姜治伟; 李明罡; 邢海平
公开日期: 2024-11-22 申请日期: 2024-09-02 公开号: CN118994870A

5. 一种大尺寸开孔负泊松比泡沫材料制备方法
陕西煤业化工技术研究院有限责任公司; 中国科学院长春应用化学研究所
唐涛; 李聂鑫; 李明罡; 乔林军; 邱健; 邢海平; 樊东蕾; 姜治伟
公开日期: 2024-11-08 申请日期: 2024-08-21 公开号: CN118909304A

6. 一种复合阻燃剂、其制备方法及应用
中国科学院长春应用化学研究所
唐涛; 娄生辉; 刘杰; 姜治伟
公开日期: 2024-08-23 申请日期: 2023-03-14 公开号: CN116120637B

7. 一种可膨胀防火封堵材料及其制备方法
中国科学院长春应用化学研究所
邢海平; 姜治伟; 唐涛; 邱健; 孟振浩; 李明罡; 王艳辉
公开日期: 2024-08-23 申请日期: 2024-05-30 公开号: CN118530595A

8. 一种聚酰胺泡沫材料及其制备方法
中国科学院长春应用化学研究所
唐涛; 王勇; 邱健; 姜治伟
公开日期: 2024-06-21 申请日期: 2023-10-20 公开号: CN118222088A

9. 一种高温可发泡防火封堵材料及其制备方法
中国科学院长春应用化学研究所
邢海平; 姜治伟; 唐涛; 邱健; 孟振浩; 李明罡
公开日期: 2024-05-31 申请日期: 2024-01-30 公开号: CN118109055A

10. 一种高温膨胀防火封堵材料
中国科学院长春应用化学研究所
邢海平; 姜治伟; 唐涛; 邱健; 李明罡; 刘杰
公开日期: 2024-05-07 申请日期: 2024-01-30 公开号: CN117985998A

11. 一种离子液体阻燃剂、其制备方法及应用
中国科学院长春应用化学研究所
唐涛; 刘杰; 张璐; 姜治伟
公开日期: 2024-02-06 申请日期: 2023-11-06 公开号: CN117510983A

12. 一种咪唑类阻燃固化剂、其制备方法及应用
中国科学院长春应用化学研究所
唐涛; 娄生辉; 刘杰; 姜治伟
公开日期: 2024-02-02 申请日期: 2023-11-06 公开号: CN117486933A

13. 一种改性聚苯醚组合物及其发泡材料
中国科学院长春应用化学研究所
邱健; 邢海平; 唐涛; 姜治伟; 李明罡
公开日期: 2024-01-02 申请日期: 2023-09-28 公开号: CN117327383A

14. 废弃泡沫鞋底材料的回收再利用方法、蒸汽成型制品和废弃泡沫鞋底材料回收再利用产品
中国科学院长春应用化学研究所
唐涛; 李聂鑫; 李明罡; 姜治伟; 刘超; 董斌; 陈铭钊
公开日期: 2023-12-26 申请日期: 2023-09-27 公开号: CN117283758A

15. 一种交联聚氨酯废料回收利用的方法
中国科学院长春应用化学研究所
李明罡; 唐涛; 姜治伟
公开日期: 2023-12-15 申请日期: 2023-09-05 公开号: CN117229623A

16. CROSSLINKED POLYVINYL CHLORIDE STRUCTURE FOAMED MATERIAL AND PREPARATION METHOD THEREFOR
Changchun Institute Of Applied Chemistry Chinese
Academy Of Sciences
YOU Jiangan; XUE Jian; QIU Jian; LI Minggang; TANG Tao; JIANG Zhiwei; JIANG Hanqing; XING Haiping
公开日期: 2023-10-04 申请日期: 2021-11-02 公开号: EP4253476A1

17. 一种聚碳酸酯泡沫材料的制备方法
中国科学院长春应用化学研究所
唐涛; 李聂鑫; 李明罡; 刘杰; 姜治伟
公开日期: 2023-09-05 申请日期: 2023-07-05 公开号: CN116690882A

18. 一种聚硅氧烷及其制备方法与应用
中国科学院长春应用化学研究所
刘杰; 朱越; 雷森浩; 唐涛
公开日期: 2023-08-29 申请日期: 2023-06-16 公开号: CN116655919A

19. 一种高阻燃聚丙烯发泡珠粒及其制备方法与应用
CHANGCHUN INSTITUTE OF APPLIED CHEMISTRY CHINESE ACADEMY OF SCIENCES
XING HAIPING; SHI ZHIYUAN; LI MINGGANG; TANG TAO; QIU JIAN; JIANG ZHIWEI
公开日期: 2022-11-22 申请日期: 2021-06-10 公开号: CN113185777B

20. 热塑/热固聚合物共混泡沫材料及其制备方法
中国科学院长春应用化学研究所
唐涛; 游江岸; 姜治伟; 田满
公开日期: 2022-07-29 申请日期: 2022-06-08 公开号: CN114806134A

1. 纳米复合
立项时间: 2006-2009 项目经费：1000000

2. 纳米粒子在支化聚合物基体中分散与迁移行为
立项时间: 2011-2013 项目经费：380000

3. 增容剂分子结构参数对其在共混物中界面行为的作用
立项时间: 1996-1998 项目经费：80000

4. 休眠态自由基对于熔融方法制备聚丙烯纳米复合材料的调控作用
立项时间: 2009-2011 项目经费：370000

5. 环境响应异步性、种间关系及种群增长率差异对河流底栖生物群落稳定性的贡献
立项时间: 2015-2018 项目经费：770000

6. 通过纳米粒子的非均匀分布调控聚合物纳米复合材料的发泡行为与泡孔结构
立项时间: 2016-2019 项目经费：630000

7. 大分子体系碳碳双键锆氢加成反应的基本问题与应用
立项时间: 2014-2017 项目经费：820000

8. 熔融法制备无序剥离型聚合物纳米复合材料的机理新探索
立项时间: 2005-2007 项目经费：240000

9. 聚烯烃树脂结构表征及重要问题的基础研究
立项时间: 2008-2010 项目经费：1750000

10. 原位制备可循环高性能化热塑/热固聚合物合金微孔泡沫的策略与机理
立项时间: 2022

11. 基于化学与物理途径协同降低高分子材料热释放的机制与方法
立项时间: 2020-2024

12. 网络 位置对河流底栖 生物 群落 构建 及多样性格局的影响
立项时间: 2020

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