张立群,男,1969年生。1986-1995年,在北京化工大学攻读学士、硕士、博士学位;1999,6-2001,5分别在美国Akron大学聚合物科学系和Case Western Reserve大学高分子系作访问学者和博士后。1996年,北京化工大学高分子系副教授,1998年北京化工大学材料学院教授,1999年被聘为博士生导师。2005年受聘教育部长江学者特聘教授,2007年获得国家杰出青年基金,2008年人事部新世纪百千万人才工程国家级人选。
北京市普通高校重点实验室“新型高分子材料的制备及成型加工”实验室主任。国家重点实验室“有机无机复合材料”副主任。教育部长江学者创新团队和国防科工局创新团队负责人。“聚合物工程”国家级教学团队负责人,国家精品课“聚合物加工工程”负责人。
教育部第六届科技委国防科技学部委员、中国轮胎产业技术创新联盟技术委员会主任、中国化工学会理事、中国材料研究学会理事、中国复合材料学会理事、中国橡胶专业委员会副主任委员、中国化工新材料专业委员会常务理事、中国微纳米复合材料专业委员会副主任委员、全国化学名词审定委员会委员、中国塑料机械行业专家委员会委员。《高分子通报》、《复合材料学报》、《世界橡胶工业》、《合成橡胶工业》、《中国塑料》、《塑料》、《工程塑料与应用》等期刊的编委,《橡胶工业》编委会副主任委员、《特种橡胶制品》编委会副主任委员、《热固性树脂》专家委员会委员。美国《Rubber Chemistry and Technology》编委(SCI)、英国《Plastics, Rubber and Composites: Molecular Engineering》编委(SCI)。
发表文章300余篇,作为第一作者或通讯联系人的SCI收录文章120余篇、EI收录文章140余篇。SCI他引1200余次。40余次被邀在大型国际会议上做学术报告。译书一部,参编国内著作3部、国际著作6部。
张立群教授以第一完成人与团队形成了16项被鉴定为具有国际先进或领先水平的研究成果,绝大部分成功地进行了产业化,产生了显著的经济效益和社会效益,为中国橡胶工业做出了突出贡献。获得中国发明专利40余项。以第一获奖人获得国家技术发明二等奖1项,省部级一等奖4项,二等奖4项,第二获奖人省部级奖励2项。
1997年度北京市优秀教师;1998年度北京市优秀青年骨干教师;1999年入选北京市科技新星计划; 2002年度教育部高校青年教师奖;2004年度北京市优秀教师,北京市高校青年师德标兵;2005年度中国化工学会侯德榜化工科学技术奖;2005年获国务院颁发的政府特殊津贴;2006年第九届中国青年科技奖;2006年中国橡胶工业协会优秀科技创新带头人;2008年北京市高校优秀党员,第十八届茅以升科技奖;北京市教学名师。2010年北京市先进工作者,北京市百名群众心目中的好党员。2011年美国化学会橡胶分会Sparks-Thomas科技奖得主(每届全球1名, 中国唯一的一名获奖者);中国石油和化学联合会青年科技突出贡献奖。
张立群教授最主要的科学技术贡献如下:
(1)具有纳米粒径的炭黑和白炭黑在橡胶工业应用已有很长的历史。他基于大量的实验与理论研究,在国内外率先提出了:"粒径是橡胶增强剂的3个要素(粒径、结构性、表面活性)中的第一要素, 纳米粒径对于橡胶的高效增强是必须的" 论点。此论点对于橡胶材料的高性能化和新型增强剂的开发具有指导意义,目前已被广为接受(合成橡胶工业, 2000, 23(2): 71-76, EI收录,CSCD中他引20余次,CNKI他引107次)。首次发现了在橡胶纳米增强中存在逾渗行为,据此发展了新的增强机理和相关概念,发表在英国皇家学会高水平的Physical Chemistry and Chemical Physics(2010, 12, 3014~3030)杂志上,从理论上解释了纳米颗粒对橡胶的高增强效应。
(2)是国际上最早将分子模拟方法引入到橡胶-纳米颗粒复合体系的系统研究中的学者之一。他和团队系统探讨了纳米颗粒在高黏度橡胶基体中的扩散、分散、聚集、界面作用以及增强机理,从分子作用的尺度上发现了很多新的现象(Langmuir, 2011,dx.doi.org/10.1021/la201073m; Physical Chemistry Chemical Physics, 2011, 13, 518–529; Physical Chemistry Chemical Physics, 2011, accepted; Macromolecules, 2009, 42(7): 2831-2842)。这些研究大大提高了人们对这一多作用多尺度复杂体系的认知。
(3)针对聚合物纳米复合材料难以工业化和少有应用的现状,发明了黏土晶层水分散体-橡胶乳液共混共凝制备层状硅酸盐/橡胶纳米复合材料的方法(简称乳液复合法(LCM),ZL 98101496.8),被国际同行在学术期刊上评价为“a promising method”、“a more environmental friendly process”等,阐述其制备原理的一篇文章被SCI他引106次。该方法巧妙地利用了粘土最易在水中实现剥离分散的特点(可形成纳米无机片层/水分散体),和大多数橡胶均有自己的乳液形式(乳胶粒子直径一般在50-200纳米之间)的优势。从理论上阐明了LCM方法中无机相和橡胶相在共凝过程中存在的自凝-共凝间的竞争关系,发现了影响纳米分散-复合效果的物理、化学、工艺等方面的因素,提出了阻止黏土晶层在共凝聚过程中的自聚集和改善无机片层与有机相界面作用的方法。基于LCM制备了一系列橡胶基体的橡胶纳米复合材料。突破了工业化关键技术,首次在世界上建立了黏土/橡胶纳米复合材料生产线,形成发明专利6项。教育部鉴定为“具有原创性和国际领先水平”。获中国石油与化学工业协会科技进步一等奖,第五届AUCN-5国际复合材料会议Klaus-Friedrich最好的研究论文奖。
(4)热塑性硫化橡胶(TPV)兼具高弹性和热塑性,可反复加工和回收利用,是一类能源资源节约型的先进弹性体,是世界橡胶材料发展的重点方向之一,年消耗增长率超过15%。此前只有几家国际大公司掌握高附加值、高难度的TPV制备技术,且不在中国建厂。与团队成员基于10余年基础研究,深刻掌握了动态硫化相反转的基本原理,提出了动态硫化速率与动态剪切分散速率实现短时标下匹配的新思路,也发现了高结晶性聚丙烯可进行增塑软化的新现象,最终发明了独特的完全预分散-动态硫化制备TPV的新工艺方法、成套装备和配方。获发明专利8项,于2005年建立了我国第一条年产3000吨级TPV生产线(现正扩建万吨级),产品行销国内外,成功应用于大众、尼桑、丰田等知名汽车以及建筑、铁路、电子电器等诸多领域。2006年被评为国家新产品。该技术改变了我国TPV需求主要依赖进口的局面,迫使国外公司产品明显降价,使我国在动态硫化型热塑性弹性体领域的地位跃居世界第二位。2008年获国家技术发明二等奖。
(5)针对化石资源危机和全球橡胶资源的短缺,在国际上率先提出了“生物工程弹性体”(Bio Engineering Elastomer,BEE)的概念和内涵,并合成出一系列生物基单体的工程弹性体,具有良好的物理机械性能、良好的现代橡胶工业加工模式相容性和环境稳定性的弹性体,将作为封面文章发表在Advanced Engineering Materials上。获得发明专利2项。应邀参与了国际学者们共同编著的《CURRENT TOPICS OF ELASTOMER RESEARCH》一书中有关生物弹性体的章节“Novel Elastomers for Biomedical Applications”。还受到国际期刊“International Journal of Molecular Sciences”的邀请,撰写发表了一篇有关可降解生物弹性体方面的综述。该研究因其很好的创新性和潜在的商业价值同时受到了国家自然科学基金重点项目以及美国著名的Goodyear公司的资助。