黑龙江省阻燃材料分子设计与制备重点实验室

1、  简介

黑龙江省阻燃材料分子设计与制备重点实验室于200512月获得黑龙江省科技厅批准,是在高分子阻燃新材料黑龙江省高校重点实验室的基础上筹建的。实验室瞄准世界该领域的发展前沿,主要从事材料的阻燃基础研究、应用研究和成果转化研究。研究以无卤阻燃剂设计与制备和无卤阻燃高分子材料为核心,与无机材料、有机合成、燃烧学、数学、物理学等学科相交叉,涉及电子电器、汽车、电线电缆、建筑装饰、环保等领域,实现跨学科跨行业的发展。实验室依托于生物材料工程与林产化工两个博士点学科,高分子化学与物理、有机化学、无机化学及分析化学四个硕士点学科,以及应用化学、化学和化学工程与工艺三个本科专业。实验室承担着培养本科生、硕士研究生和博士研究生的人才培养任务和承担国家及省部级等各类科学研究任务。实验室有完善的科学管理体系和运行机制,实现开放式管理。实验室与黑龙江省润特科技有限公司实行共建,依托于企业博士后流动站的平台,同时与多家企业进行产学研结合,实现科技成果的转化。为黑龙江省培养该领域的高层次技术人才,成为黑龙江省东北老工业基地高层次技术人才培养基地和高新技术研发与中试基地,为地方经济服务。实验室现有面积2562m2,仪器设备总价值5000余万元。

 

2、  研究队伍

学术带头人:李斌 教授,博士,博士生导师,东北林业大学校长。实验室现有研究人员30人,其中教授9人,副教授16人,高级工程师2人,讲师及工程师3人。具有博士学位24人,在读博士4人。实验室研究队伍年龄结构合及学缘结构合理,是一支富有朝气、蓬勃向上、互相协作、用于创新的研究团队。

 

主要研究方向

1、  聚合物凝聚相阻燃与热降解机理:聚合物材料凝聚相阻燃的化学与物理机制;纳米阻燃中的纳米阻燃效应及机理;材料的热降解及成炭机理;材料的表界面与阻燃、力学、耐候及耐水性能的协同关系;

2、  无机纳米和有机无卤阻燃剂的分子设计与合成 高性能大分子无卤阻燃剂的分子设计与制备技术;纳米阻燃抑烟剂的分子设计与制备技术;新型含磷阻燃剂的分子设计与合成;磷-硅及硅-硼阻燃剂的分子设计与合成;

3、  高性能无卤阻燃聚合物新材料的制备技术与结构表征 无卤阻燃聚烯烃材料;高性能无卤阻燃工程塑料;纳米阻燃汽车高分子改性料;高性能耐水低烟无卤阻燃电线电缆料;木材及纤维等天然高分子材料的阻燃;

4、  功能与天然高分子材料的制备、结构与性能 天然物改性的分子结构设计与制备;新型膜分离机理、结构设计与制备;功能高分子的设计与合成。

 

3、  承担的主要科学研究项目

近年来,阻燃重点实验室承担科学研究课题共计50余项,其中国家自然科学基金项目20余项,省部级科研项目8项,产业化项目2项。科研项目总经费1586万元,主要研究项目如下:

编号

项目名称

项目来源

起止时间

经费

负责人

 

1、   

木粉基表面接枝环糊精功能材料及其包结复合物的制备与基础研究

国家自然科学基金

2010-2012

33

李斌

2、        

聚合物超滤膜材料表面张力组成的精确测定及在膜污染机理方面的研究

国家自然科学基金

2010-2012

14

史宝利

3、        

新型耐热耐水含磷无卤阻燃环氧树脂制备与性能基础研究

国家自然科学基金

2012-2015

60

李斌

4、        

木材纤维素选择性氧化新体系的构建与新材料潜在应用基础研究

国家自然科学基金

2014-2017

84

李斌

5、        

--聚合物刷多功能阻燃添加剂及其应用基础研究

国家自然科学基金

2018-2021

61

李斌

6、        

PDMS复合膜原料体系的基本力学热力学性质与乙醇丁醇渗透行为之间的关系

国家自然科学基金

2014-2017

75

史宝利

7、        

耐水三嗪氮-磷单分子型膨胀阻燃剂的合成及其在聚烯烃中的作用机理研究

国家自然科学基金

2017-2020

62

许苗军

8、        

基于磁性碳纳米管接枝分子印迹聚合物的农药残留分离富集方法研究

国家自然科学基金

2013-2015

23

陈立刚

9、        

一种纤维素自组装水凝胶制备体系的构建与功能化初步研究

国家自然科学基金

2015-2017

25

王霆

10、     

纳米改性类水滑石单组分膨胀阻燃剂的设计合成及其协同阻燃机理研究

国家自然科学基金

2014-2016

25

王丽丽

11、     

花椒属苯并菲啶衍生物的合成、抗癌作用机制和构效关系研究

国家自然科学基金

2014-2016

23

彭进松

12、     

吴茱萸喹诺酮生物碱及衍生物抗肿瘤作用机制与构效关系的研究

国家自然科学基金

2015-2017

24

陈春霞

13、     

直接碳氢燃料固体氧化物燃料电池熔融金属锑基阳极过程及电池稳定性研究

国家自然科学基金

2015-2017

25

刘立敏

14、     

可金属修饰的Keggin型缺位多酸基MOFs的设计合成及催化性质研究

国家自然科学基金

2014-2016

24

施连旭

15、     

Nd3+敏化上转换纳米晶与介孔二氧化硅及贵金属纳米复合药物载体在癌症诊疗中的应用研究

国家自然科学基金

2015-2017

25

牛娜

16、     

耐水高效无卤膨胀阻燃聚丙烯材料关键技术研究

省科技攻关重大项目

2012-2015

200

李斌

17、     

高效无卤阻燃木塑复合材料产业化关键技术研究

省科技攻关重大项目

2015-2018

200

许苗军

18、     

木材纤维素的选择性氧化及自阻燃纤维素的应用基础研究

国家博士后特别资助

2013-2015

15

许苗军

19、     

环保膨胀防火弹性材料及其防火板材制备技术开发

企业横向项目

2019-2021

100

李斌

20、     

无卤膨胀阻燃聚丙烯母料制备技术

企业横向项目

2013-2015

50

李斌

 

4、  研究成果

获省部级奖励1项,获国家发明专利30余项,发表论文200余篇。

 

科研奖励

 

部分授权国家发明专利

序号

专利名称

专利号

发明人

1.             

含羟基微孔纳米硅氧烷固体颗粒的制备方法

ZL201010144247.2

李斌

2.             

改性聚磷酸铵的方法

ZL200910072212.X

李斌

3.             

三嗪系成炭-发泡剂的合成方法及以其为原料制成的阻燃聚合物复合材料

ZL201110162078.X

李斌

4.             

无卤膨胀阻燃聚丙烯薄膜

ZL201010146213.7

李斌

5.             

含磷腈/DOPO双基结构含磷阻燃剂、其制备方法及以其为原料的阻燃环氧树脂

ZL 201410604285.X

李斌

6.             

一种利用磁性氧化钛胶束体系去除水体中农药残留的方法

ZL201310026883.9

陈立刚

7.             

一种硅树脂阻燃剂及其合成方法

ZL201110248459.X

宋荣

8.             

三源一体膨胀型阻燃剂及其合成方法和应用

ZL 201710865709.1

许苗军

9.             

一种以硅烷改性聚磷酸铵为阻燃剂的木粉/聚丙烯木塑复合材料及其制备方法

ZL201110021737.8

李丽萍

10.           

制备微球材料的设备及利用其制备纳米银原位负载的β-环糊精接枝纤维素微球材料的方法

ZL 2011104156617

王霆

11.           

一种利用磁性金属-有机骨架材料去除水中染料的方法

ZL 201410283295.8

陈立刚

12.           

纤维素、聚碳酸亚内酯组合物

ZL 201210251588.9

张秀成

13.           

多孔介质/生物降解聚合物共混材料及其制备方法

ZL201010148728.0

张秀成

 

发表的部分论文

1、Guang-Rui Xu, Miaojun Xu, Bin Li*. Synthesis and characterization of a novel epoxy resin based on cyclotriphosphazene and its thermal degradation and flammability performance. Polymer Degradation and Stability. 2014, 109: 240-248.

2、Kun Yang, Miaojun Xu, Bin Li*. Synthesis of N-ethyl triazineepiperazine copolymer and flame retardancy and water resistance of intumescent flame retardant polypropylene and water resistance of intumescent flame retardant polypropylene. Polymer Degradation and Stability. 2013, 98(7): 1397-1406.

3、JianChao Liu, Miaojun Xu, Tao Lai, Bin Li*. Effect of surface-modified ammonium polyphosphate with KH550 and silicon resin on the flame retardancy, water resistance, mechanical and thermal properties of intumescent flame-retardant polypropylene. Industrial & Engineering Chemistry Research. 2015, 54(40): 9733-9741

4、Zhaoshun Zhan, Miaojun Xu, Bin Li*. Synergistic effects of sepiolite on the flame retardant properties and thermal degradation behaviors of polyamide 66/aluminum diethylphosphinate composites. Polymer Degradation and Stability, 2015, 117:66-74.

5、Yang Li, Hongbing Zheng, Miaojun Xu, Bin Li*, Tao Lai. Synthesis of a novel phosphonate flame retardant and its application in epoxy resins. Journal of Applied Polymer Science, 2015, 132(45): 13085-13094.

6、Hongkun Zhang, Miaojun Xu, Bin Li*. Synthesis of a novel phosphorus-containing flame retardant curing agent and its application in epoxy resins. Journal of Nanoscience and Nanotechnology, 2016, 16(3):2811-2821

7、Hongkun Zhang, Miaojun Xu, Bin Li*. Synthesis of a novel phosphorus-containing curing agent and its effects on the flame retardancy, thermal degradation and moisture resistance of epoxy resins. Polymer for Advanced Technologies. 2016, 27:860-871

8、Yu Wang, Miaojun Xu, Bin Li*. Synthesis of N-methyl triazine-ethylenediamine copolymer charring foaming agent and its enhancement on flame retardancy and water resistance for polypropylene composites. Polymer Degradation and Stability. 2016, 131:20-29.

9、Zhaoshun Zhan, Miaojun Xu and Bin Li*. Synergistic Effects of Silicone Resin on an Aluminium Diethylphosphinate Flame Retardant Polyamide 6,6 System. Science of Advanced Materials. 2015, 7:1830-1837.

10、            Zhaoshun Zhan, Bin Li*, Miaojun Xu and Zhanhu Guo. Synergistic effects of nano-silica on aluminum diethylphosphinate/polyamide 66 system for fire retardancy, High Performance Polymers, 2016, 28(2):140-146

11、            Ziyi Liu, Miaojun Xu, Qi Wang, Bin Li*. A novel durable flame retardant cotton fabric produced by surface chemical grafting of phosphorus-and nitrogen containing compounds, Cellulose, 2017, 24(9): 4069-4081.

12、            Ziyi Liu, Miaojun Xu, Qi Wang, Bin Li*. Preparation and properties of flame retardant cotton fabric by surface chemical grafted modification, Chemical Journal of Chinese Universities, 2017, 38(8):1477-1483.

13、            Zhiyong Zhang, Miaojun Xu, Bin Li*. Research on rapid preparation and performance of polymethacrylimide foams, Journal of Applied Polymer Science, 2017, 134(24):

14、            Lili Wang, Miaojun Xu, Baoli Shi, Bin Li*. Flame retardance and smoke suppression of CFA/APP/LDHs/EVA composite, Applied Sciences-Basel, 2016, 6(9): 1-11.

15、            Xiqing Wang, Miaojun Xu, Zhiyong Zhang, Yang Leng, Bin Li*. Synthesis of a novel N-alkoxyamine containing compound and its application as an effective flame retardant for polypropylene film by quenching free radical. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, 2018, 134:243-253.

16、            Miaojun Xu, Wei Zhao, Bin Li*, Kun Yang and Li Lin. Synthesis of a phosphorus and sulfur-containing aromatic diamine curing agent and its application in flame retarded epoxy resins. Fire and Materials, 2015, 39(5):518532.

17、            Miaojun Xu, Jing Wang, Yuehang Ding, Bin Li*. Synergistic effects of aluminum hypophosphite on intumescent flame retardant polypropylene system. Chinese Journal of Polymer Science. 2015332):318328.

18、            Miaojun Xu, Yue Ma, Minjie Hou, Bin Li*. Synthesis of a cross-linked triazine phosphine polymer and its effect on fire retardancy, thermal degradation and moisture resistance of epoxy resins. Polymer Degradation and Stability. 201511914-22.

19、            Miaojun Xu, Guangrui Xu, Yang Len, Bin Li*. Synthesis of a novel flame retardant based on cyclotriphosphazene and DOPO groups and its application in epoxy resins. Polymer Degradation and Stability, 2016, 123:105-114.

20、            Miaojun Xu, Xu Li, Bin Li*. Synthesis of a novel cross-linked organophosphorus-nitrogen containing polymer and its application in flame retardant epoxy resins. Fire and Materials, 2016, 40: 848-860.

21、            Miaojun Xu, Chuan Liu, Kun Ma, Yang Leng, Bin Li*. Effect of surface chemical modification for aluminum hypophosphite with hexa-(4-aldehyde-phenoxy)-cyclotriphosphazene on the fire retardancy, water resistance, and thermal properties for polyamide 6. Polymers for Advanced Technologies, 2017, 28:1382-1395.

22、             Kun Ma, Bin Li, Miaojun Xu*. Simultaneously improving the flame retardancy and mechanical properties for polyamide 6/aluminum diethylphosphinate composites by incorporating of 1,3,5-triglycidyl isocyanurate. Polymers for Advanced Technologies, 2018, 29:1068-1077.

23、            Miaojun Xu, Siyu Xia, Chuan Liu, Bin Li*. Preparation of polyphosphoric acid piperazine and its application as an effective flame retardant for epoxy resin. Chinese Journal of Polymer Science. 2018, 36(5):655-664.

24、            Miaojun Xu, Kun Ma, Chuan Liu, Bin Li*. Synthesis of the poly(phosphoric‐boric acid) piperazine and its application as an effective flame retardant for epoxy resins. Polymer Engineering & Science. 2018, 58(10): 1858-1867.

25、            Miaojun Xu, Kun Ma, Dawei Jiang, Jiaoxia Zhang, Min Zhao, Xingkui Guo, Evan Wujick, Bin Li,* and Zhanhu Guo*. Hexa-[4-(glycidyloxycarbonyl) phenoxy]cyclotriphosphazene Chain Extender for Preparing High-performance Flame Retardant Polyamide 6 Composites. Polymer, 2018, 146: 63-72.

26、            Siyu Xia, Zhiyong Zhang, Yang Leng, Bin Li, Miaojun Xu*. Synthesis of a novel mono-component intumescent flame retardant and its high efficiency for flame retardant polyethylene, Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, 2018, 134:632-640.

27、            Miaojun Xu, Hai-Chao Liu, Kun Ma, Bin Li, Zhi-Yong Zhang* New strategy towards flame retardancy through design, synthesis, characterisation and fire performance of a chain extender in polyamide 6 composites, Polymer Engineering & Science. 2019, 59206-215.

28、            Jingshang Zhou, Miaojun Xu*, Xiaohan Zhang, Yang Leng, Yintong He, Bin Li*. Preparation of highly efficient flame retardant unsaturated polyester resin by exerting the fire resistant effect in gaseous and condensed phase simultaneously. 2019, Polymers for Advanced Technologies, 30(7): 1684-1695.

29、            Minjie Hou, Miaojun Xu*, Yumeng Hu, Bin Li*. Nanocellulose incorporated graphene/polypyrrole film with a sandwich-like architecture for preparing flexible supercapacitor electrodes. Electrochimica Acta, 2019, 313:245-254.

30、            Lubin Liu, Yue Xu, Miaojun Xu*, Zhiqi Li, Yumeng Hu, Bin Li*. Economical and facile synthesis of a highly efficient flame retardant for simultaneous improvement of fire retardancy, smoke suppression and moisture resistance of epoxy resins. Composites Part B, 2019, 167:422-433.

31、            Lubin Liu, Yue Xu, Yintong He, Miaojun Xu**, Zhixiang Shi, Haocheng Hu, Zhichao Yang, Bin Li*. An effective mono-component intumescent flame retardant for the enhancement of water resistance and fire safety of thermoplastic polyurethane composites. Polymer Degradation and Stability, 2019, 167:146-156.

32、            Lubin Liu, Yue Xu, Miaojun Xu*, Yintong He, Zhixiang Shi, Bin Li*. A novel strategy for simultaneously improving the fire safety, water resistance and compatibility of thermoplastic polyurethane composites through the construction of biomimetic hydrophobic structure of intumescent flame retardant synergistic system. Composites Part B, 2019, 176: 107218

 

5、  主要仪器设备

X射线荧光光谱分析仪

 

接触角测定仪

50L中试反应釜

 

红外显微镜

泡沫水平测定仪

CZF-5水平垂直燃烧分析仪

高压反应釜

 

JJ-20记忆式冲击试验机

 

T-20A万能试验机

 

 

Diamond DSC Pyris1 TGA热分析仪

 

 

 

 

傅立叶红外光谱仪

 

Axiovert40C相差显微镜

 

 

原子荧光光谱仪

 

JF-99A粉末接触角测定仪

RM-200A转矩测量仪

 

热变形测定仪和熔融指数仪

SK-100双辊开炼机

 

球磨机

8HJ-20双螺旋混炼挤出机

 

 

TE-35双螺杆挤出机

 

HTF86X1-A型注塑机

6、   

分子荧光光谱

 

Zeta电位测定仪

锥形量热仪

扫描电镜

 

动态机械分析仪

凝胶渗透色谱