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了不起 | 这个“卡脖子”难题,被咱河南科学家破解
  发布日期:2022-11-03    浏览次数:220次     字体大小:【大】【中】【小】

长碳链尼龙、耐高温尼龙……这些曾被国外企业“卡脖子”几十年的技术,如今,牢牢掌握在咱河南科学家手中。

在郑州大学工程塑料实验室里,晚上十点依然灯火通明。郑州大学材料科学与工程学院教授、河南省先进尼龙材料及应用重点实验室主任刘民英接受记者采访时说,党的二十大报告鼓舞人心,“科技创新没有终点,面向未来,我们将站在江南体育app下载技术的前沿,更需要自立自强。”

突破“卡脖子”技术,

建设国内产能最大的生产线

尼龙绳、尼龙袜……说起尼龙,老百姓们都知道,甚至觉得这种材料档次不高。

其实不然,尼龙是五大通用工程塑料之一,特别是随着航空航天、核能发电、电子电器等国防军工和高技术产业的快速发展,先进尼龙材料的市场需求越来越大。

比如,长碳链尼龙是服装热熔胶、汽车管材等特殊材料的不可替代品种,国内年需求量为3万吨左右;耐高温尼龙主要用于轨道交通、电子电器接插件和汽车发动机周边部件等领域,国内年需求量为5万吨左右。然而,这两种材料的国产化率不足15%,高性能品种被国外企业长期垄断,并进行技术封锁,我国每年需从国外进口7万吨以上,进口价值超过百亿元。

如今,这些具有自主知识产权的特种工程塑料新品种正在从中国人自己的工厂里产出,走向市场。

2021年9月,刘民英团队研发的“长碳链及耐高温尼龙生产技术”与上海中能企业发展集团山西恒力新材料有限公司签订专利技术转移合同,技术使用费达4000万元。

“这一技术,就是用于生产长碳链尼龙和耐高温尼龙。前者有突出的柔韧性和耐低温性,后者则有突出的耐高温性能,都是国家急需的特种工程塑料战略性材料。”刘民英说。

团队成员付鹏介绍,目前,年产五万吨生物法二元酸生产线已经建成投产,并且通过了中科院弘光专项项目验收;前期年产五万吨示范线已经确定在宁夏石嘴山落地,正在对接安评、环评、产线设计等相关工作。

“年产五万吨特种尼龙,目前国内还没有这么大的项目,但是对于中能项目来说才算是刚刚起步。”付鹏说,上海中能企业发展集团将采用该科技成果,计划投资100亿元左右,在“十四五”期间建成年产20万吨长碳链尼龙和耐高温尼龙生产线,这是国内产能最大的长碳链尼龙和耐高温尼龙生产线建设项目。

三代人四十年坚守初心,

新技术领跑全球

事实上,自上世纪60年代开始,李相魁教授就开始了长碳链尼龙的研究开发工作,以蓖麻油为主要原料合成长碳链尼龙11。

薪火相传。李相魁的两位研究生赵清香和刘民英接过老师的接力棒,相继作为实验室带头人带领团队,深耕新型特种工程塑料的开发与应用研究。

经过三代人的不懈努力,先后研制了长碳链尼龙1212、耐高温尼龙12T等具有自主知识产权的特种工程塑料新品种,开发了水溶液成盐、直接固相聚合等原创性合成新技术,在机械制造、电子电气、航空航天、轨道交通等领域的关键核心材料方面实现了国外“卡脖子”材料及技术突破。

2021年一个学术会议上,刘民英与几位学者谈及高性能尼龙的反应原理时说:“我们通过固体与固体反应,一步就聚合成了高性能尼龙。”有人还觉得不可思议,这怎么可能?“怎么不可能?人家郑大已经做出来了。”其他专家说。

谈起技术突破,刘民英语气中透露着自豪。“团队开发出了全世界第一套直接固相聚合工业装置,从技术、原料、装备全部自主可控,完全实现国产化。”

尼龙合成工艺是郑大工程塑料团队的关键性创新点。用对苯二甲酸和二元胺发生反应,就得到耐高温尼龙单体,再将单体聚合,就得到了耐高温尼龙。看似简单的两步变一步,但仅仅这一步跨域就历时16年——2000年开始研发,2016年投产。不过,一产出就是千吨级。

刘民英介绍,“从两步法到一步法,耐高温半芳香尼龙生产工艺显示出极为显著的优越性。生产时间从100多个小时缩减至12个小时,效率更高、能耗更低,强度更高、品质更好。”

用技术支持中国工程塑料行业自主自强

“正如二十大报告所指出的,目前,我国全社会研发经费支出居世界第二位,研发人员总量居世界首位,基础研究和原始创新不断加强,一些关键核心技术实现突破。”

刘民英说,这里面包含着我们的奋斗,作为一名科研工作者,我们都为之自豪。

“健全新型举国体制,强化国家战略科技力量”“以国家战略需求为导向,集聚力量进行原创性引领性科技攻关”……刘民英告诉记者,自己手中一份二十大报告全文打印件已被他做满了标注,报告中的很多话都给他带来很多启发。

“科研能够实际应用于祖国大地上才有价值。我们的研究宗旨是瞄准国家的战略需求,围绕河南省的区域经济发展的重大需求。”刘民英介绍,团队先后牵头组建了河南省先进尼龙材料及应用重点实验室、河南省活性聚合与功能纳米材料国际联合实验室;在特种尼龙材料、高性能聚酯材料、功能纳米材料等新材料产业上前瞻布局,积极打造产学研结合的创新科研及成果转化平台。

目前,除了与上海中能集团的合作,工程塑料研究团队还先后在平煤神马集团、河南能源化工集团、河南君恒实业等省内大型企业进行了科技项目合作,为中国工程塑料行业的自主自强提供了强有力的技术支持。

提起未来,刘民英团队干劲十足。“瞄准国际科技前沿和国家重大需求,以保障国家发展的独立性、自主性和安全性为己任,凝练科研方向,长期持续攻关,为建设科技强国培养高水平人才,为服务区域发展提供理论和技术支持。”

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刘民英,郑州大学材料科学与工程学院教授,现任中国石油和化工行业高性能尼龙工程塑料工程实验室主任、河南省先进尼龙材料及应用重点实验室主任,首届河南省高校杰出科研人才创新工程项目基金获得者。

主持或承担了国家“九五”重点科技攻关项目、国家高技术产业化示范工程项目、国家科技成果重点推广计划项目、河南省高校杰出科研人才创新工程项目、博士后科研基金、大型横向合作项目及省部级攻关或基金项目20余项。

刘民英团队成功发明了水相成盐、“一步法固相聚合”半芳香尼龙制备新方法,开发了半芳香尼龙的工业化生产技术和装备,解决了尼龙工程材料领域“卡脖子”技术难题,“长碳链及耐高温尼龙生产技术”以4000万元进行成果转让。

来源:大河报·豫视频




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