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氯碱巨人装上了“中国心脏”

发布时间:2011年03月31日 16:48 | 进入复兴论坛 | 来源:大众日报 袁

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  ◆编者按

  培育发展战略性新兴产业是经济结构调整的方向,也是我省近年来推进工业创新和经济结构升级转型的成就所在。技术创新,人才是关键。从今天开始,本报陆续刊发一组企业和科研机构的典型报道,这些单位都是“泰山学者”设岗单位,通过报道,在展示我省工业经济转方式、调结构成就的同时,总结报道企业特别是学者、专家的创新实践与思考,揭示技术创新的规律,给人以启示。

  □ 本报记者 袁 涛

  眼前的这片东西看起来并没有什么特别之处,颜色乳白,上有规则的格子状纹路,比普通打印纸略厚,既不发光也不透明。以前,就是这片东西,美国的企业能造,是用了15年时间研发出来的;日本的企业也能造,不过用的是美国企业的知识产权;中国的企业必须要用,百分之百纯进口,每平方米800美元,一年要花费一亿美元。

  这就是享有盛誉的离子膜,全称为氯碱工业用全氟离子交换膜,被誉为氯碱工业核心装置――电解槽的“心脏”,特别耐腐蚀、有选择透过性是其最主要的特点。

  这种膜买来用有何不可?难道仅仅因为花大钱吗?泰山学者、东岳集团研究院首席科学家张永明教授说,虽然钱是个问题,但还不是最大的问题,这牵涉到氯碱工业的性质,“也就是核心竞争力问题”。氯碱工业是国民经济的重要基础产业之一,其生产出来的烧碱、氯气和氢气等产品广泛应用于纺织、造纸、玻璃、化纤、塑料等领域,与老百姓的生活息息相关。比如在棉印染过程中,就需要用烧碱腐蚀棉布表面的那些短绒,这样染色才会更均匀,否则可能染出来的就是个“大花脸”。

  我国是氯碱生产第一大国。长期以来,这个行业所需离子膜全部需从美、日两国进口,巨人般的产业上安装着“洋心脏”,一旦进口受阻,整个行业将处于瘫痪状态。从“六五”时期起,我国就开始了漫长的离子膜国产化征程,直到2010年东岳集团获得成功,自此我国得以成为世界上第三个掌握离子膜技术的国家。

  离子膜是从普通的萤石(主要成分是氟化钙)开始,中间要经历氢氟酸、四氟乙烯、全氟磺酸单体和树脂、全氟羧酸单体和树脂,最后到全氟离子膜的过程,需要进行几十步的复杂反应和分离操作,可谓一步不行步步不行。30多年来国内众多科研人员都没能破题,为什么是东岳集团这样一个民营企业取得了突破?为什么是张永明和他的团队?

  东岳集团董事长张建宏说,东岳集团成功的根本原因在于建立起了人才、项目与技术“产学研政”紧密结合的模式和机制。

  东岳集团进军离子膜项目绝不是心血来潮,张永明和他的团队最后成功摘到果实也绝不靠幸运。2002年,东岳集团3000吨/年聚四氟乙烯装置投产,第二年产能规模扩大到了6000吨/年,目前已达3.5万吨/年,规模居世界首位。聚四氟乙烯号称“塑料王”,即使在“王水”中煮沸也不起变化,其单体四氟乙烯正好是离子膜的关键原料之一。有了这个硬条件,东岳集团的“长征”算有了第一步。

  张永明最初看中的正是东岳集团的这个硬条件。张永明说,中国不缺乏集成创新,也不缺乏消化吸收再创新,但往往是在最核心、最基本的技术上无法突破,比如离子膜技术就一直“卡”在关键原料上。八年中,东岳集团的离子膜项目研发团队就是从基础理论研究开始,先后解决了科学、技术、装备和工程等一系列难题,在原料、中间体、功能单体、聚合物、功能膜、测试方法、工程技术、装备技术等方面获授权发明专利56项,另有10项国际专利申请、110项国家发明专利申请进入实审。

  离子膜成为“争气膜”。东岳集团离子膜研发成功和产业化后,离子膜的全球售价大幅度下降,每平方米从800美元迅速降到400美元,跌幅惊人。此外,我国此前为防止离子膜进口受阻而威胁到氯碱这一基础产业,特别保留了700万吨落后的隔膜法氯碱生产装置,年多耗电约50亿度且产品质量差,东岳集团实现离子膜国产化后,这些装置正在准备“换装”。

  水到渠成。有了离子膜研发的经验,张永明和他的团队又将触角伸向了离子膜的“姊妹膜”――燃料电池膜,这同样是一个“863”项目,所用原料与离子膜近似,是目前全球新能源汽车领域竞争的焦点。现在,这支科研队伍已经突破了燃料电池膜的一系列关键技术,并和德国奔驰等公司形成实质性合作,成功跻身世界燃料电池膜研发第一梯队,为中国科研创新力量争了光。

  从“争气膜”到“争光膜”,张永明和他的团队诠释了这样一种成功理念:科学问题就要用科学的精神去解决,锲而不舍,一定会有所收获。

  ◆学者名片

  张永明,山东省含氟新材料“泰山学者”岗位特聘专家、上海交通大学教授、东岳集团研究院首席科学家。

  张永明教授长期从事功能高分子材料设计和合成研究,尤其在含氟高分子材料研究领域取得了突出成绩。