《科技成果推介》青岛科技大学精选成果推介（九）
详细介绍：
为提升我区企业科学技术创新能力，为全区企业科学技术创新与发展提供技术及人才支持，经与青岛科技大学沟通，我公司搜集整理了青岛科技大学2020年科技成果汇编，共计366项，涉及新材料、化工、环境保护等众多领域。
现进行公开发布，请全区各企业依据自己面临的技术问题，围绕科技成果汇编内容，认真筛选，如有需求，及时与开发区科创公司联系，我公司会开展精准对接，以促成先进成果在我区的转化、落地，解决企业未来的发展中的技术难题。
成果简介：双组分水性聚氨酯涂料由含-OH 的多元醇水分散体(A 组分)与含-NCO 的可水分散的多异氰酸酯固化剂(B 组分)组成，储存时 A、B 两组分分开，使用前搅拌混合，涂装后-OH 与-NCO 反应形成交联型涂膜。双组分水性聚氨酯涂料不仅环保，而且成膜温度低，涂膜光泽好、附着力强、吸水率低、耐化学品性优良。
项目背景：溶剂型双组分聚氨酯胶粘剂和涂料，由于溶剂挥发，既浪费能源又污染自然环境， 还存在着安全风险隐患，随着溶剂价格的逐渐提高，大量的溶剂型产品势必将被无溶剂型、水性、紫外光固化体系所取代。双组分水性聚氨酯体系是一种性能与环保兼具的高品质胶粘剂和涂料，它不仅仅具备溶剂型双组分聚氨酯体系的硬度高、耐溶剂性好、成膜温度低和附着力强等优点，而且挥发性有机物(VOC)含量极低，代表了涂料和胶粘剂未来的发展方向。
关键技术和创新点：我实验室在多年水性聚氨酯研究的基础上，开发的水性双组分聚氨酯涂料和胶粘剂具有优良的耐溶剂性，乳液稳定性，能够准确的通过要求填充 20-25%的阻燃剂、无机填料等，涂膜可以从柔软变化到坚硬，耐划伤性优良，能够做为地坪涂料的面漆、金属和塑料表面的面漆，做为胶粘剂可以粘结 PET、玻纤、PVC 等基材。
成果推介模式：技术转让（附带工业放大过程），项目合作（针对特殊应用场合）等。
成果简介：高温硫化型水性聚氨酯是在传统水性聚氨酯的基础上发展而来的一种新技术，其机理是在烘烤成膜过程中发生交联反应，增强了涂膜的耐溶剂和耐化学品性能，它具有储存稳定，操作便捷，力学性能好，节省能源等若干优点，可当作橡胶密封条的外层涂料，是水性聚氨酯领域的一个具有较大的商业经济价值的新品种。
项目背景：橡胶胶条填充有大量的增塑剂和低分子烷烃，使用的过程中增塑剂必然迁移到表面，不仅污染自然环境、破坏了橡胶的弹性，而且对人体造成了严重的伤害。尤其汽车用橡胶条更有强制标准，外层必须涂覆水性 PU以隔离增塑剂。
水性聚氨酯是以水为介质，不需要额外添加乳化剂或分散剂的环保型新产品，其分子结构和大小能够准确的通过性能进行灵活调节。水性聚氨酯安全环保不污染自然环境，同时拥有非常良好的物理机械性能，优异的耐低温、耐候等性能，大范围的应用于涂料、胶粘剂、织物整理、皮革、合成革涂饰及油墨等领域。水性聚氨酯涂料的膜对几乎所有常用的基材都有良好的附着性，具有杰出的耐久性和耐冲击性。
关键技术和创新点：我实验室有多年水性聚氨酯的研究基础，开发的水性聚氨酯在橡胶和皮革表面有很好的铺展，能够封锁橡胶表面，阻止增塑剂外渗，并能够在硫化橡胶的同时固化交联，可以替代进口产品。
社会经济效益：该研究成果打破国外化学化工公司对国内市场的垄断局面，推进国内工业的技术进步。
成果推介模式：技术转让（附带工业放大过程），项目合作（针对特别的条件）等。
成果简介：单组分聚氨酯涂料/胶粘剂/密封胶的固化机理是异氰酸酯与水反应，生成二元或多元胺,胺进一步与异氰酸酯发生扩链反应而固化。固化过程所产生的二氧化碳气体存留在材料中，导致材料表面出现针孔，内部起泡，强度降低，严重影响其性能。实验制备的中性潜伏固化剂与 PU密封胶组成无水体系时，可以长期储存不出现凝胶现象，无毒无害。
项目背景：单组分聚氨酯密封胶在建筑、汽车制造、冷藏冷冻装置、仪器仪表等部门应用广泛，用量持续不断的增加。普通聚氨酯通过聚氨酯预聚体和空气中湿气反应固化，采用湿气固化，固化过程所产生的二氧化碳气体存留在材料中，导致材料表面出现针孔，内部起泡，强度降低，严重影响其性能。
为了消除二氧化碳的影响，目前主要有两种解决办法：一是通过化学或吸附的方法消除 ,如添加氧化钙.氢氧化钙(消泡剂)等，或以炭黑、PVC糊树脂(吸附剂) 吸附二氧化碳；二是使用潜固化剂, 从源头上消除二氧化碳的生成。目前潜伏固化剂主要有亚胺类与噁唑烷类潜固化剂，均属于有机弱碱性物质,都会存在储存稳定性不佳的问题，而且有一定的毒性和污染。
关键技术和创新点：当聚氨酯体系与空气接触时，潜伏固化剂与空气中的水反应生成含活泼氢的化合物，进而与异氰酸酯发生固化反应。中性潜伏固化剂具有可调的固化速度和消泡除水效果。
社会经济效益：该研究成果推进国内工业的技术进步，使之接近国外产品的性能。
成果简介：运送包装；食品.药品包装工艺与设备；对家电、食品、药品等产品做包装系统设计，对包装环节中的各个要素进行研究，包括物流环境、包装材料性能（瓦楞纸板、蜂窝纸板、塑料、纸浆模塑等包装制品）、包装工艺、设备、检测。围绕食品、农产品包装领域国际前沿，立足我国食品包装工业的发展需求，开展食品包装技术与包装安全领域的基础和应用基础、重大关键技术、前瞻性技术以及公益性技术研究，对果蔬类保鲜包装有一定的研究。参与“十五”国家重大科技专项“果蔬气调保鲜与运输包装机理及其质量控制技术”。
项目背景：水果和蔬菜营养丰富,是人们日常生活必不可少食物，而我国新鲜果蔬的腐烂率很高，对地方特色果蔬进行保鲜和运输包装防护技术研究，分析运输流通环节的振动损伤等影响，获得最佳的保鲜技术手段，有效的延长果蔬的保质期，并保证品质。一方面对本地果蔬进行反季销售，为人们提供新鲜果蔬提供技术支持，另一方面，通过减损包装，可以对地方特色果蔬进行异地销售，经过长距离运输，仍然能保持新鲜度和成品率。
对果蔬进行运输包装防护，降低物流运输环节引起的力学损伤；同时，结合保鲜包装技术，对不同的产品。按照其生物特性，设计适应物流环节的保鲜包装方案。
关键技术和创新点：采用“振动损伤防护+保鲜技术”的模式对果蔬进行流通综合防护。重点考虑振动损伤后果蔬本身发生的物理、生理变化，然后采用适当的保鲜技术。以往的保鲜技术研究，一般是对静态下果蔬进行研究，并未考虑流通环境对保鲜技术的影响。国内外的保鲜研究很成熟了，其很好的保鲜效果往往只局限于静态，即果蔬采摘下后不流通，当进行运输流通时，振动引起的果蔬损伤，会对其生理变化产生严重的影响，原先静态下的保鲜 效果一般会发生很大的变化甚至进行恶化，促进了果蔬的腐烂变质。
对运输过程中的流通环境进行分析，基于生物力学.粘弹性理论和振动力学的相关知识，分析果蔬的粘弹特性并寻求相适应的动态力学模型，对其模型参数进行识别。对损伤机理进行探讨，研究不同振动载荷条件下的损伤特性，同时研究振动损伤对果蔬生理性能的影响， 做包装防护。然后基于振动损伤机理及对果蔬性能的影响进行保鲜技术探讨研究，确保振动损伤对保鲜的负影响降低到最低；采用综合保鲜技术，如化学保鲜法.低温冷藏法.气调保鲜法. 涂膜保鲜.辐射保鲜法等等，进行有机结合。
社会经济效益：减少食品物流环节中的损伤，采用保鲜包装技术延长保质期，提高社会经济效益。
成果简介：目前，CAD/CAE 已经日益成为国内外橡胶企业从事产品研发必不可少的手段和工具。轮胎和其它橡胶制品的辅助设计慢慢的变成了各公司和高校研究的热点。产品结构的有限元分析和最优化设计是实现产品性能提升和创新的必然途径。本项目是在通用大型非线性有限元分析软件的基础上，从事轮胎充气状态和稳态滚动状态，以及热力耦合等多物理场下的有限元分析，可对轮胎进行应力场.温度场分析，材料强度进行评判。应用该成果可为轮胎设计和其它橡胶制品设计提供较为可靠.准确的结构参数和性能预测，并可依据使用条件逐步优化产品结构，使其结构和材料实现最佳匹配，提升产品质量。另外，利用有限元分析技术还可对橡胶制品的硫化过程进行计算机仿真，得到硫化过程中的温度场分布，计算得到橡胶制品各部位的硫化程度，进而优化硫化工艺条件或指导调整橡胶配方设计，实现橡胶硫化和工艺条件的最佳匹配，充分的发挥材料的性能，提升产品质量。
自 2000 年开始，课题组一直从事轮胎和其它橡胶制品的非线性有限元分析和结构优化，先后与多家橡胶企业和轮胎公司合作。产品分析案例包括轮胎(全钢子午胎.半钢子午胎.斜交巨型工程胎).空气弹簧.橡胶履带.橡胶减振件的动态.静态刚度分析，以及橡胶密封制品等的性能分析和结构优化。
项目背景：20 世纪 70 年代以来，随着汽车工业的迅猛发展，轮胎工业也有了迅猛发展。各大轮胎公司.研究院所和高等院校投入了大量的人力和物力对子午线轮胎进行深入的有限元分析研究，以期进一步提升子午线轮胎的性能。
有限元分析，即使用有限元方法来分析静态或动态的物体或系统。在这种方法中一个物体或系统被分解为由多个相互联结的.简单.独立的点组成的几何模型。在这种方法中这些独立的点的数量是有限的，因此被称为有限元。由实际的物理模型中推导出来的平衡方程式被使用到每个点上，由此产生了一个方程组，这个方程组可以用线性代数的方法来求解。有限元分析的精确度无法无限提高，元的数目到达一定高度后解的精确度不再提高，只有计算时间逐步的提升。有限元分析可被用来分析很复杂的，用一般的代数方法无法足够精确地分析的系统，它能够给大家提供使用其它方法没办法提供的结果。在实践中通常用电脑来求解在分析时出现的巨量的方程组。
子午线轮胎的材料和结构都很复杂，又有非线性的特点，给轮胎有限元分析带来非常大的困难。轮胎的橡胶材料具备大变形和近似不可压缩的超弹性，帘线-橡胶复合材料实质上是由作为增强相的帘线在基体相橡胶中排列组成的刚柔相辅的复合材料，呈现明显的各向异性。对子午线轮胎而言，胎体帘线呈径向分布，带束层帘线斜向排列，通常将这样一种材料看作正交各向异性材料或各向异性材料。轮胎的大位移、小应变有着非常明显的非几何线性，轮胎与轮辋以及轮胎与地面接触非线性边界条件等都是轮胎有限元分析的难点。
关键技术和创新点：课题组曾多次与国内多个大型轮胎公司做过类似合作，借助非线性有限元分析手段对全钢载重子午线轮胎.半钢子午线轮胎.斜交巨型工程轮胎进行了分析， 帮企业解决了设计中存在的困难，优化了轮胎结构，取得了显著的经济效益。多年来，课题组针对不一样的轮胎形成了一套行之有效的策略，对轮胎分析中涉及的材料非线性、几何非线性和接触非线性采取了合理有效计算方式，解决了轮胎有限元分析的重点和难点问题。另外，不断借鉴国外先进的轮胎有限元分析技术，诸如：新的橡胶本构模型、加强筋单元、复合材料壳单元等。
采用国际上公认的非线性求解能力最好的大型有限元软件 ABAQUS。另外，采用近年来国际上先进的单元形式－加强筋单元，可分别得到基体和钢丝帘线的受力和变形情况。
1)橡胶、钢丝帘线的材料测试试验的方法确定和材料参数的准确获得采用精度高的拉力测试设备和选用合理本构模型，建立全钢子午线轮胎的材料数据库。
2)轮胎非线性有限元模型的合理建立，针对不同轮胎的单元的合理运用。根据经验合理建立几何模型，确定合理的计算参数，并合理简化计算模型。
社会经济效益：早期的轮胎生产完全凭经验进行，并无理论可言。最先提出的自然平衡轮廓理论就带有明显的想象和经验色彩。另一方面，轮胎结构设计理论的发展是与轮胎力学分析理论的发展息息相关的。随着轮胎力学分析理论从网络理论、薄膜理论、层合理论、薄壳理论发展到有限元分析理论，轮胎结构设计理论也从自然平衡轮廓理论、最佳滚动轮廓理论发展到动态模拟最佳轮廓理论以及第二代预应力和动平衡轮廓设计理论等十多种理论。
这些理论都是针对轮胎的某些特定功能或特定规格的轮胎进行改进而提出的，并没有“普适定律”。有些理论从严格意义上来说并不能称之为理论，应当称之为技术，只是某些公司出于宣传的需要，把它“上升”到理论的高度。这些理论的共同特点就是计算机技术和有限元法的共同运用，通过分析轮胎结构的力学性能，实现对轮胎整体结构的优化，并运用仿真的方式来进一步检验和优化，逐步达到满意的程度。
汽车工业的快速的提升为轮胎工业的发展提供了更大的推动力，也对其提出了更高的要求。而轮胎作为一种由多种材料复合而成的复杂结构，没有普适的理论或者经验公式直接用于指导其设计。因此，有限元理论必然将在轮胎分析设计中发挥逐渐重要的作用，具有极大市场潜力和经济的效果与利益，为提升赛轮产品的设计手段.产品质量具有极大的意义。
成果推介模式：合作单位提供原始的橡胶制品结构和材料，和产品性能指标，然后建立计算模型分析，提供分析报告和优化结果。
成果简介：本项目是属于液晶材料技术领域，更明确地说涉及海洋动物海鞘中提取海洋特色微晶纤维素及制备溶致性胆甾型液晶的方法的创新技术及其产品。
项目背景：海鞘(ascidian) 是尾索动物亚门的一个纲，其形状很像植物，广泛分布于世界各大海洋中，自沿海水域至深海海底皆有海鞘栖息。海鞘的体壁即是包藏内部器官的外套膜，外套膜除了表面一层外胚层的上皮细胞外，还掺杂着来源于中胚层的肌肉纤维，以支配身体及出. 入水孔的伸缩和开关。体壁能分泌一种化学成分类似植物纤维素的被囊素(tunicin) ，并由此形成包围在动物体外的被囊。在整个动物界中，体壁能分泌植物纤维素的动物，至今仅发现于海鞘和少数原生动物。海鞘纤维素的独特的 Iβ晶型结构与高结晶度决定了它具有植物纤维素所没有的优良性能和耐热性并预示了它广阔的商业用途。
关键技术和创新点：包括将海鞘用解剖洗净、只留被囊、用强碱浸泡、除去蛋白质和脂类，将所得纤维素干燥、粉碎至微米或毫米级。然后酸解至纳米级纤维素、透析、呈中性或微酸性，然后蒸发浓缩得溶致性胆出型液晶。它反应过程简单、工艺方法较易控制，原料资源丰富，价格低，重复性好，绿色环保无毒，易于大量生产，并且成本较低。能应用于工业生产。本项目所涉及的FNMFs的制备技术受国家知识产权局授权的发明专利的保护（ZL 9.6）。
社会经济效益：我国有着非常丰富的海鞘资源。然而海鞘对水产养殖业及海上设施带来了极大的危害，例如柄海鞘经常与盘管虫、藤壶及苔藓虫等附着在一起，固着在码头、船坞、船体，以及海水养殖的海带筏和扇贝笼上；皱瘤海鞘常附着在养殖网箱、吊养牡妨绳索，以及其它海上设施上，并且其繁殖快，附着率高。因此渔民、海鲜养殖户等对海鞘深恶痛绝，大多数海鞘被到处倾倒和废弃，不仅对环境造成了极大的污染，而且也浪费了海鞘资源。因此对海鞘资源的开发与利用使其变废为宝对近海渔业资源养护和可持续利用具备极其重大的意义。
成果简介：本项目涉及弱磁性纳微米粒子图案化的高分子薄膜加工方法及加工设施，其中高分子薄膜为添加到高分子中的弱磁性纳微米粒子在基底内呈条状或阵列排列或图案化的定向取向的高分子薄膜，该高分子薄膜是由试样容器、磁场调制器和磁场发射器组成的加工设施中得到的。本项目提供的高分子薄膜结构独特新颖，加工方法及设备简单，操作灵活方便，功能性强，可大范围的应用于信息、生物、电子工程式等领域。
项目背景：随着超导技术的日趋成熟，超导磁场开始普及到一般实验室，人们才有机会用肉眼便可以观察到弱磁性材料在磁场中表现出的一系列显著的磁场效果，如均匀磁场使 具有磁各向异性的碳纤维一维取向、梯度磁场中水、木材、塑料等抗磁性材料的空中悬浮等现象。这些强磁现象具备极其重大的理论研究价值和实际应用价值，意味着磁场应用的范围可以从 传统的以铁磁性材料为主扩大到到弱磁性材料领域，因而引起各国科学家的极大关注和重视。
关键技术和创新点：本项目开发提供一种结构独特新颖，加工方法简单，操作灵活方便， 功能性强的弱磁性纳微米粒子图案化的高分子薄膜.加工方法及其加工设施。本项目所涉及的弱磁性纳微米粒子图案化的高分子薄膜.加工方法及加工设施受国家知识产权局授权的发明专利的保护（ZL 8.6）。
社会经济效益：今后纳米复合材料的发展的新趋势不只是简单地混合，而是要最有效地利用纳米材料固有的各向异性性质来设计纳米复合材料，以满足多种应用的需要。所以，本项目不仅仅具备社会效应而且将具有非常好的经济效应。