突破聚丁烯新材料合成瓶頸——記山東省技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)高等規(guī)聚丁烯系列材料制造與萬(wàn)噸級(jí)產(chǎn)業(yè)化
文章來(lái)源：中化新網(wǎng) 更新時(shí)間：2025-07-25 15:35:11
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近日，由青島科技大學(xué)、山東京博石油化工有限公司、黃河三角洲京博化工研究院有限公司等單位聯(lián)合開(kāi)展的“基于產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)技術(shù)創(chuàng)新的高等規(guī)聚丁烯系列材料制造與萬(wàn)噸級(jí)產(chǎn)業(yè)化”項(xiàng)目獲得山東省技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。該成果形成了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的聚丁烯合成與應(yīng)用技術(shù)，自主設(shè)計(jì)并建成了國(guó)內(nèi)首套萬(wàn)噸級(jí)生產(chǎn)線(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了聚丁烯系列材料國(guó)產(chǎn)化替代。
聚力攻堅(jiān)瞄準(zhǔn)自主研發(fā) 高等規(guī)聚丁烯-1因具有耐高溫、耐熱蠕變、耐油等性能，是制備高溫、高應(yīng)力苛刻環(huán)境管道專(zhuān)用的關(guān)鍵基礎(chǔ)材料。一直以來(lái)，我國(guó)在聚丁烯領(lǐng)域的生產(chǎn)技術(shù)和工業(yè)產(chǎn)品依賴(lài)進(jìn)口。隨著我國(guó)乙烯裝置和煉油裝置的迅猛發(fā)展，丁烯-1資源的綜合利用變得非常緊迫。因此，開(kāi)發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高等規(guī)聚丁烯-1的合成技術(shù)迫在眉睫。 自2005年起，山東省泰山學(xué)者特聘專(zhuān)家、山東省烯烴催化與聚合重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室?guī)ь^人、青島科技大學(xué)高分子科學(xué)與工程學(xué)院賀愛(ài)華教授帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)投身到這場(chǎng)科研攻堅(jiān)戰(zhàn)中，他們瞄準(zhǔn)高等規(guī)聚丁烯合成關(guān)鍵技術(shù)難題，圍繞丁烯-1的高等規(guī)度與先進(jìn)聚合工藝瓶頸，開(kāi)啟了全流程創(chuàng)新性研究。 由于該領(lǐng)域的研究在國(guó)內(nèi)幾乎是一片空白，沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)可借鑒，部分工藝還缺乏數(shù)據(jù)支撐，團(tuán)隊(duì)只能在黑暗中摸索前行。歷經(jīng)18年潛心研究和持續(xù)攻關(guān)，團(tuán)隊(duì)終于開(kāi)發(fā)出適用于高溫、高應(yīng)力苛刻環(huán)境下管道用聚丁烯及其聚合技術(shù)與聚合裝備，實(shí)現(xiàn)了高端聚烯烴管材專(zhuān)用料的原創(chuàng)性設(shè)計(jì)及關(guān)鍵核心技術(shù)突破。 全流程創(chuàng)新突破核心難題 據(jù)賀愛(ài)華介紹，團(tuán)隊(duì)攻克了我國(guó)烯烴產(chǎn)業(yè)中催化、材料、工藝、工程化核心技術(shù)問(wèn)題，構(gòu)建起完整的生產(chǎn)體系。 一是開(kāi)發(fā)了丁烯-1本體聚合的高定向、高效催化劑體系。研究團(tuán)隊(duì)闡明了外給電子體及助催化劑的結(jié)構(gòu)及電負(fù)性直接影響丁烯聚合活性及定向性的機(jī)制，提出了外給電子體、助催化劑有效提高丁烯聚合定向性的創(chuàng)新方案，提高丁烯聚合的催化活性及立構(gòu)規(guī)整性。 二是開(kāi)發(fā)了聚丁烯的升級(jí)迭代新材料——聚丁烯合金新材料。研究團(tuán)隊(duì)揭示了加速聚丁烯晶型轉(zhuǎn)變的內(nèi)在機(jī)制，建設(shè)了國(guó)際首套聚丁烯合金工業(yè)裝置，解決了成型周期長(zhǎng)、晶型轉(zhuǎn)變慢等問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)管材的快速定型。 三是開(kāi)發(fā)了原創(chuàng)性丁烯聚合新工藝，工序短，綠色節(jié)能。研究團(tuán)隊(duì)首次提出合成高等規(guī)聚丁烯的本體聚合新工藝，實(shí)現(xiàn)丁烯-1的沉淀聚合及釜內(nèi)球形顆粒的形貌控制，解決了聚丁烯樹(shù)脂易溶解于單體、聚合物形態(tài)難以控制等工程問(wèn)題，創(chuàng)新性開(kāi)發(fā)了聚丁烯合金的先進(jìn)制備工藝，實(shí)現(xiàn)材料結(jié)構(gòu)可調(diào)控，工藝綠色化。 四是開(kāi)發(fā)了聚丁烯系列材料的工程化技術(shù)。研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)建設(shè)了國(guó)內(nèi)首套聚丁烯工業(yè)裝置，生產(chǎn)出指標(biāo)穩(wěn)定的聚丁烯。 目前，該項(xiàng)目獲授權(quán)中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利37件，申請(qǐng)PCT專(zhuān)利1件，參與制定國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)2項(xiàng)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)1項(xiàng)。經(jīng)山東省技術(shù)成果鑒定：“該項(xiàng)目解決了聚合物發(fā)黏結(jié)塊問(wèn)題，綜合技術(shù)處于國(guó)際領(lǐng)先水平。”此外，該項(xiàng)目還獲得第十八屆全國(guó)發(fā)明展覽會(huì)金獎(jiǎng)和第七屆國(guó)際發(fā)明展覽會(huì)金獎(jiǎng)。 產(chǎn)學(xué)研合作推動(dòng)成果轉(zhuǎn)化 科研成果只有轉(zhuǎn)化為實(shí)際生產(chǎn)力，才能真正發(fā)揮其價(jià)值。賀愛(ài)華團(tuán)隊(duì)積極與企業(yè)開(kāi)展產(chǎn)學(xué)研合作，加速科研成果的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。 2012年，賀愛(ài)華團(tuán)隊(duì)與山東東方宏業(yè)化工有限公司合作，建成國(guó)內(nèi)第一套萬(wàn)噸級(jí)高等規(guī)聚丁烯工業(yè)生產(chǎn)線(xiàn)。生產(chǎn)線(xiàn)建成后，團(tuán)隊(duì)成員長(zhǎng)期駐扎在企業(yè)生產(chǎn)一線(xiàn)，與企業(yè)技術(shù)人員緊密合作，及時(shí)解決生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的各種問(wèn)題，經(jīng)過(guò)2年多的努力，終于實(shí)現(xiàn)了高等規(guī)聚丁烯的規(guī)模化生產(chǎn)，產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。 隨著市場(chǎng)對(duì)聚丁烯材料性能要求的不斷提高，賀愛(ài)華團(tuán)隊(duì)又馬不停蹄地開(kāi)展聚丁烯合金的研發(fā)工作。經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)次的試驗(yàn)和改進(jìn)，團(tuán)隊(duì)成功發(fā)明了聚丁烯合金及其制備技術(shù)。2016年，他們?cè)O(shè)計(jì)并建設(shè)了世界首套聚丁烯合金的工業(yè)生產(chǎn)線(xiàn)，實(shí)現(xiàn)原創(chuàng)性聚丁烯合金的規(guī)模化生產(chǎn)。 目前，團(tuán)隊(duì)正在圍繞聚丁烯系列材料的性能優(yōu)化、應(yīng)用拓展等方面開(kāi)展深入研究。一方面，通過(guò)進(jìn)一步改進(jìn)催化劑和聚合工藝，提高聚丁烯材料的性能和生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本；另一方面，積極探索聚丁烯系列材料在新能源、航空航天等新興領(lǐng)域的應(yīng)用，為這些領(lǐng)域的發(fā)展提供創(chuàng)新性的材料解決方案。 |
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