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唐涛

男, 中国科学院长春应用化学研究所, 教授/研究员/教授级高工或同等级别

学习/工作经历

1981.9-1985.7,大连工学院(现大连理工大学)化工系高分子化工专业,本科学生
1985.9-1988.7,华东化工学院(现华东理工大学)高分子材料与工程系,硕士研究生
1988.9-1991.12,中国科学院长春应用化学研究所高分子化学与物理专业,博士研究生
1992.1-1994.6,中国科学院长春应用化学研究所,助理研究员
1994.7-1997.8,中国科学院长春应用化学研究所,副研究员
1997.10-现在,中国科学院长春应用化学研究所,研究员
1999.9-现在,中国科学院长春应用化学研究所, 博士生导师

研究领域和兴趣

高分子可控合成、聚合物纳米复合材料、聚合物发泡材料、聚合物阻燃、聚合物回收再利用

主要业绩

围绕通用高分子材料的高性能化、轻量化及其循环再利用的关键科学问题和技术瓶颈,以聚合物多相多组分材料界面与微结构调控、聚合物多级结构与发泡性能调控、聚合物降解与可控碳化及其应用为研究切入点,20年来一直开展应用基础研究及其技术开发工作,取得的代表性研究成果如下:
(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21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轻量化的“卡脖子”问题。
(三)发明聚合物高值化回收再利用技术的新途径
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8家大学和研究机构开展相关跟进研究。
热固性聚合物是指具有三维交联结构的高分子,典型例子是硫化橡胶和环氧树脂。由于化学交联结构的存在,这类材料难以回收再利用,成为当今化学领域和材料领域的挑战之一。针对环氧树脂体系,发明了组合催化、熔融盐浴方法,探索出高效化学回收碳纤维复合材料的技术途径,不但得到了保持优异性能的回收碳纤维,而且,环氧树脂降解产物也可再利用,为解决大规模应用碳纤维复合材料的后顾之忧奠定了理论基础。针对废旧橡胶的回收再利用,我们发明了利用锆氢试剂加成反应裁剪不饱和橡胶主链碳-碳双键的方法,实现橡胶的可控降解反应,进而制备出功能材料。
在Angew. Chem. Int. Ed.、Appl. Catal. B: Environ.、J. Mater. Chem.、Chem. Eng. J.、Chem. Commun.、Macromolecules、Soft Matter、Polymer等国际核心期刊上发表论文250余篇;合作为4部出版著作撰写章节;申请中国发明专利56件、获权45件,授权美国专利1件;国内外学术会议邀请报告40余次。

代表成果

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.

*以上信息由高级会员个人更新和维护。