课题组简介
课题组组长：唐涛 研究员
课题组成员：副研5名，助研1名，工程师2名，行政助理1名，在读博士研究生12名，在读硕士研究生6名。
研究资助
国家自然科学基金重大项目、重点项目、面上项目、科技部863项目、配套项目、科技部重点专项青年科学家项目、中科院STS项目、吉林省重大招标项目、中外企业合作项目等。
研究方向
研究团队发表论文320余篇，获权发明专利60余件，3项技术实现产业化应用。
（1）聚合物发泡材料和纳米复合材料的构建及其构效关系
本课题组利用化学、物理方法调控聚合物-纳米粒子界面相互作用和两者相互分散过程，阐明相关机理，建立材料结构性能的构效关系，进一步通过多元组合发展功能化聚合物纳米复合材料。同时，课题组还从聚合物材料化学组成与结构设计出发，结合自主开发的温度-压力动态双向调控技术，调节体系相分离过程，实现对气泡成核和生长的控制，开发出了性能优异的聚氯乙烯结构泡沫、聚丙烯发泡珠粒、环境响应型有机硅发泡材料、负泊松比泡沫等。
Compos. Sci. Technol., 2021, 203, 108566.
（2）聚合物阻燃机理与阻燃技术
（a）通过调控聚合物碳化反应提高阻燃性能：非成炭高分子易燃且燃烧过程中产生热量大，热释放速率高，会造成严重的火灾危害。产生这种危害的主要原因是聚合物高温下发生分解产生大量易燃挥发组分。我们提出组合催化方法，快速将聚合物燃烧过程中降解产物在凝聚相内进行可控碳化反应，并在样品表层原位形成炭保护层，减少进入火焰区的易燃降解产物数量。其中，聚合物燃烧过程中的燃烧热释放速率降低50-80%，总热释放量降低40-50%，显著降低了火灾危害，在不含传统阻燃元素下实现聚合物热释放的降低。
相关工作在Angew. Chem. Int. Ed.、Chem. Mater.、Carbon等材料化学领域重要国际期刊上发表SCI论文80余篇，授权中国发明专利15项，授权美国专利1项。团队受邀撰写中文（中国科学:化学）、英文（Progress in Polymer Science）综述性论文各一篇。
（b）阻燃协效机理研究：针对聚碳酸酯、环氧树脂、聚氨酯泡沫、LLDPE及EVA等树脂基体，开展多种阻燃机理协效作用研究，设计多重效应的复合型阻燃体系，协同调控聚合物的炭层结构和燃烧行为，开发在航空航天、轨道交通、电线电缆等领域应用的高火安全聚合物材料。
（3）聚合物分子链的化学可控裁剪与高分子材料的循环利用
随着聚合物工业的迅速发展，高分子材料的应用越来越广泛。然而，大量废弃高分子材料所形成的“白色污染”已成为当今全球共同面临的重大问题之一。利用化学方法，如何将废旧高分子材料转化为新物质，实现高值化循环利用，是解决这一重大问题的途径之一。然而，如何将大分子链，特别是广泛使用的通用聚合物，转化为结构明确和单一的产物面临科学与技术的重大挑战。基于对聚合物碳化反应调控规律的认识，我们团队提出了“组合催化”、“模板碳化”和“快速碳化”等碳化反应策略，可以将废弃聚合物用于合成各种形貌的纳米碳材料、含碳复合材料和富氢气体，并将其用于环境污染治理、能源存储、催化和气体吸附等方面，为废旧聚合物循环再利用提供了新途径。
Progress in Polymer Science, 2019, 94, 1.
Angew. Chem. Int. Ed., 2005, 44, 1517.
另一方面，本团队探索将聚合物分子链或分子网络进行可控裁剪，将废旧聚合物转化为功能性低聚物或小分子化合物。如：将聚丙烯可控降解形成端基为碳碳双键的低聚物，通过端基化学转化，成为制备新型聚合物的基本结构单元。针对难以降解的交联橡胶和环氧树脂，我们分别利用锆氢化反应及组合催化方法实现了其可控分解，实现交联聚合物的高值化循环再利用。
（4）可控聚合与设计合成具有不同拓扑结构的大分子链
大分子链的非线形拓扑结构在溶液性质、熔体性质及凝聚态结构方面展现出迷人的魅力。本团队通过基本的有机化学反应，借助活性聚合原理，可控构建多种结构明确的非线形高分子（星形、梳形…），探索非线形高分子可控合成方法，研究高分子链拓扑结构与高分子熔体性能及其它宏观性能之间的关系，为设计高性能高分子材料提供支持。
Macromolecules, 2015, 48, 7640.
研发平台
课题组有多年聚合物研发经验和积累，拥有转矩流变仪、双螺杆挤出机、平板硫化机等多种聚合物改性加工设备，同时拥有拉伸试验机、熔融指数测定仪、毛细管流变仪、旋转流变仪等聚合物熔体测试表征设备，以及锥形量热仪、微型量热仪、极限氧指数测试仪、垂直和水平燃烧测试仪、烟密度测试仪等聚合物阻燃测试表征设备。另外，已建立了500多平米的聚合物改性与发泡中试研发基地，包含聚合物熔体改性中试平台、聚合物釜式发泡中试平台、聚合物发泡珠粒成型工艺平台、聚合物微发泡注塑发泡工艺平台、聚合物模压发泡示范平台。
