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盤錦恒生塑材改性制品有限公司坐落在遼寧省盤錦精細(xì)化工產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū),總占地面積21000平方米,年生產(chǎn)能力在 3 萬(wàn)噸,是遼寧省生產(chǎn)制造全系列塑料制品的高科技研發(fā)型企業(yè)。
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  • 受手搟面和面啟發(fā),這項(xiàng)技術(shù)讓超高分子量聚乙烯產(chǎn)能提升10倍以上
  • 發(fā)布時(shí)間:2021-11-01 瀏覽次數(shù):161
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    說到超高分子量聚乙烯,相信這么專業(yè)、抽象的術(shù)語(yǔ),很少有人知道它是做什么用的。實(shí)際上,它在我們的航空航天、國(guó)防軍工、海洋工程、石油化工、醫(yī)療器械等領(lǐng)域發(fā)揮著舉足輕重的作用。人工關(guān)節(jié)、電梯導(dǎo)軌、輸油管道……這些材料都用到超高分子量聚乙烯。

    但一直以來,超高分子量聚乙烯制品的高效高品質(zhì)制造都是世界性難題。中國(guó)工程院院士、華南理工大學(xué)教授瞿金平團(tuán)隊(duì)聚焦這一技術(shù)難題,通過不懈努力,自主研發(fā)出超高分子量聚乙烯制品短流程高效制造技術(shù),突破產(chǎn)品大規(guī)模推廣應(yīng)用的技術(shù)壁壘,從而帶動(dòng)上下游全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)升級(jí)。

    ·向世界難題發(fā)起技術(shù)攻關(guān)·

    “超高分子量聚乙烯具備眾多優(yōu)異的性能,因?yàn)槠浞肿恿刻貏e大,是普通聚乙烯的十倍甚至上百倍,用它制作制品穩(wěn)定性好、耐磨損、耐腐蝕、耐沖擊、防生物附著、生物相容性好,因而使用壽命長(zhǎng)。”瞿金平團(tuán)隊(duì)成員、華南理工大學(xué)馮彥洪教授以人工關(guān)節(jié)為例介紹。

    人工關(guān)節(jié)置換是治療因外傷、運(yùn)動(dòng)損傷、退變老化等原因?qū)е碌墓晒穷^壞死、關(guān)節(jié)損傷等疾病的有效手段之一。因?yàn)檫M(jìn)入人體內(nèi)使用,人工關(guān)節(jié)對(duì)材料要求極其苛刻?!坝捎诔叻肿恿烤垡蚁┑纳锵嗳菪院茫湍p,是非常好的人工關(guān)節(jié)材料?!瘪T彥洪說,“但是,如果超高分子量聚乙烯人工關(guān)節(jié)的制造技術(shù)不過關(guān),使用過程如發(fā)生材料顆粒脫落,會(huì)產(chǎn)生炎癥,引起患者的不適?!?

    令人遺憾的是,由于超高分子量聚乙烯的加工難度大,生產(chǎn)效率低,制作成本高昂,高效率高品質(zhì)的制造成為一大技術(shù)難題,人工關(guān)節(jié)的材料與制品基本被國(guó)外壟斷,價(jià)格昂貴。

    2016年,在國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目支持下,瞿金平院士團(tuán)隊(duì)開始向超高分子量聚乙烯發(fā)起技術(shù)攻關(guān)。

    ·創(chuàng)新加工方式實(shí)現(xiàn)高效制造·

    “我們最初設(shè)想采用拉伸流變加工技術(shù),從改變加工方式入手解決超高分子量聚乙烯高效高品質(zhì)制造的國(guó)際難題?!瘪T彥洪介紹,拉伸流變技術(shù)屬于高分子材料加工方法的原始創(chuàng)新,由瞿金平院士在國(guó)際上率先提出并成功發(fā)明。

    瞿金平帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)所取得的國(guó)際首創(chuàng)成果“體積拉伸流變塑化輸運(yùn)技術(shù)”,徹底顛覆傳統(tǒng)高分子材料加工原理。

    與傳統(tǒng)技術(shù)比較,新技術(shù)加工熱機(jī)械歷程縮短50%以上、能耗降低30%左右,對(duì)物料適應(yīng)性廣,加工制品的性能大幅提高,利于節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境?!凹羟辛髯兙拖袷ツゼ?xì)混合物料,過強(qiáng)的剪切會(huì)使高分子的大分子鏈斷裂;而拉伸流變就像手搟面和面,通過反復(fù)的壓縮、拉伸、折疊作用實(shí)現(xiàn)物料的混合,高分子的大分子鏈斷裂很少,更適用于超高分子量聚乙烯等極端流變塑料的加工成型。”瞿金平介紹。

    “在此之上,我們可以高效、高質(zhì)量生產(chǎn)出超高分子量聚乙烯系列制品,從而形成超高分子聚乙烯制品短流程高效制造技術(shù),突破產(chǎn)品大規(guī)模推廣應(yīng)用的技術(shù)壁壘。”馮彥洪說。

    ·新技術(shù)生產(chǎn)效率提高10倍以上·

    超高分子聚乙烯制品短流程高效制造技術(shù)是一個(gè)全新的技術(shù),它以國(guó)際首創(chuàng)的基于拉伸流變的偏心轉(zhuǎn)子加工方法代替了傳統(tǒng)的基于剪切流變的螺桿加工方法,使高性能超高分子量聚乙烯的高效生產(chǎn)成為可能。

    新技術(shù)的出現(xiàn),使極難加工的超高分子量聚乙烯生產(chǎn)效率提高10倍以上?!耙怨懿臑槔a(chǎn),傳統(tǒng)技術(shù)一般只能做到每小時(shí)4米,而新技術(shù)能夠做到每小時(shí)40米以上,有效降低了產(chǎn)品庫(kù)存和資金占用成本?!瘪T彥洪說。據(jù)介紹,新技術(shù)下生產(chǎn)的制品缺陷減少,制品性能顯著提高;產(chǎn)品均勻性、穩(wěn)定性也有所提升;而且可以高效率地生產(chǎn)分子量超過300萬(wàn)的制品,帶動(dòng)了高端應(yīng)用市場(chǎng)的需求,有效推動(dòng)超高分子量聚乙烯制品在石油化工、礦山疏浚、海洋工程、醫(yī)療器械等領(lǐng)域的大規(guī)模推廣應(yīng)用。

    新技術(shù)產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。“該技術(shù)節(jié)能降耗,綠色環(huán)保,用其替代鋼材,可減少相應(yīng)鋼材制造的排放。”馮彥洪表示,由于具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),破解了超高分子量聚乙烯高效高品質(zhì)加工國(guó)際難題,助推了相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)水平跨越式發(fā)展。在高端應(yīng)用領(lǐng)域替代進(jìn)口制品,產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

    去年5月,該技術(shù)相關(guān)知識(shí)產(chǎn)權(quán)以超2000萬(wàn)元的轉(zhuǎn)讓價(jià)格,在佛山順利落地。目前,團(tuán)隊(duì)正致力于該技術(shù)在全國(guó)范圍內(nèi)的推廣應(yīng)用,以滿足上游原材料研發(fā)、下游制品大規(guī)模應(yīng)用的迫切需求,實(shí)現(xiàn)大范圍的量產(chǎn)應(yīng)用,帶動(dòng)全產(chǎn)業(yè)鏈的跨越式發(fā)展。

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