編者按:10月14日,香港中文大學(xué)(深圳)副校長朱世平院士做客科技創(chuàng)新院士報(bào)告廳,圍繞“先進(jìn)高分子材料開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化前景”做了精彩演講,并結(jié)合他在高分子材料領(lǐng)域的研究與線上線下20余萬聽眾進(jìn)行了交流。
演講速遞丨朱世平院士:先進(jìn)高分子材料開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化前景
(圖)朱世平院士在演講。朱世平院士現(xiàn)任香港中文大學(xué)(深圳)講座教授、副校長、深圳先進(jìn)高分子材料研究院院長。2010年當(dāng)選加拿大工程院院士,2014年當(dāng)選加拿大皇家科學(xué)院院士,2020年當(dāng)選發(fā)展中國家科學(xué)院院士。
10月14日上午,由深圳創(chuàng)新發(fā)展研究院、博研教育、深圳企聯(lián)等共同主辦的科技創(chuàng)新院士報(bào)告廳第七期精彩開講,本期活動聚焦新材料方向,深圳市新材料行業(yè)協(xié)會、深圳市高分子行業(yè)協(xié)會共同參與主辦,香港中文大學(xué)(深圳)副校長朱世平院士圍繞“先進(jìn)高分子材料開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化前景”做了精彩演講。
報(bào)告廳活動由原深圳市委常委、副市長張思平主持,近200位來自企業(yè)、投資、科研等領(lǐng)域的精英人士參與了現(xiàn)場交流,20余萬人通過騰訊新聞、廣東經(jīng)濟(jì)科教頻道、巨浪視線等直播平臺參與了活動。
本期活動得到深圳市塑膠原料同業(yè)公會、武漢大學(xué)深圳校友會、吉林大學(xué)深圳校友會等單位的大力支持。
原深圳市委常委、副市長張思平主持報(bào)告廳
01、高分子材料高端化是必須走下去的一條路
《中國制造2025》發(fā)展綱要中明確了包括新材料在內(nèi)的十大領(lǐng)域的發(fā)展目標(biāo)。高分子材料是新材料的重要組成部分,應(yīng)用廣泛,在國民經(jīng)濟(jì)中起著不可替代的作用。經(jīng)過多年的發(fā)展,我國已成為高分子材料產(chǎn)業(yè)世界大國,產(chǎn)量和消費(fèi)量早已居世界首位,但與發(fā)達(dá)國家相比也有不盡人意的方面,如生產(chǎn)的中低端產(chǎn)品占絕大多數(shù),而大多數(shù)高端產(chǎn)品無法自主生產(chǎn),關(guān)鍵技術(shù)受制于人,人家技術(shù)不賣給你,只能從國外進(jìn)口產(chǎn)品,因此,我國并未位列高分子材料世界強(qiáng)國。在中國制造2025新形勢下,高分子材料產(chǎn)業(yè)如何發(fā)展是一個(gè)重大課題。
朱世平院士介紹,“我們中低端產(chǎn)品的產(chǎn)能是夠的,國內(nèi)市場大,做的人也多,產(chǎn)業(yè)鏈都是完善的,但是高端產(chǎn)品奇缺”。“我們的PP普通料嚴(yán)重過剩,但是醫(yī)用的都靠進(jìn)口,現(xiàn)在POE基本上都是全靠進(jìn)口。”
“問題大的是高端產(chǎn)品,那才是卡脖子,POE人家技術(shù)不賣給你,自主研發(fā)做到后面,也不一定就能產(chǎn)業(yè)化,但是做到差不多的時(shí)候,有的人就會賣給你了。”朱世平院士說。
問題究竟在哪?朱世平院士指出,根源可能還是在學(xué)科上,我們搞高分子化學(xué)的多、搞高分子物理的也多,搞研究的多,但是搞生產(chǎn)工藝的很少。工藝研究得很少,只有為數(shù)不多的幾個(gè)組,但是實(shí)驗(yàn)室出來的配方最后還是要做成產(chǎn)品的。
朱院士認(rèn)為,“卡脖子的東西,我覺得政府跟企業(yè)要聯(lián)手,有一類的材料它用量不大,但就卡著你,比如PI,就是你真正做出來的之后,可能用量也不是很大,企業(yè)有擔(dān)憂。新材料的開發(fā),往往在這種時(shí)候,就需要政府出手。”
報(bào)告廳現(xiàn)場
02、高分子產(chǎn)品質(zhì)量不僅僅取決于配方,
更取決于工藝
高分子難就難在“太復(fù)雜”,高分子美就美在“太復(fù)雜”,分子量大大小小,單體組合排列無限可能,配方和工藝一個(gè)小小變化可以做出性能完全不同材料,但挑戰(zhàn)就是機(jī)會。朱世平院士認(rèn)為,高分子材料產(chǎn)品高端化最主要的是高分子鏈的精確設(shè)計(jì)與生產(chǎn)。
高分子材料是過程的產(chǎn)品,產(chǎn)品質(zhì)量不僅僅取決于配方,更取決于工藝。朱世平院士說,“我們吃了很多虧,經(jīng)常講我們?nèi)ベI一個(gè)配方,或者說我手頭有一個(gè)配方,聽起來好象解放全人類了”,但“那才是萬里長征前幾步,真正做起來是工藝,國內(nèi)對配方研發(fā)很重視,對生產(chǎn)工藝不夠重視,因?yàn)椴缓冒l(fā)文章,有許許多多know how,做科研是創(chuàng)造知識,文章是傳播知識,文章是要發(fā)的,但發(fā)文章本身不是目的,過于強(qiáng)調(diào)發(fā)文章,咱們吃了很多的虧。”
高分子材料隨處可見,“我們?nèi)梭w里面有很多的高分子材料,像DNA、核酸、蛋白質(zhì)、淀粉、纖維素、木質(zhì)素,這些都是高分子。你在這個(gè)會議室里看到的東西,目之所及大多是高分子材料做的,外面看到的樹也是,除了水,主要是纖維素和木質(zhì)素,都是高分子材料。”
“高分子是由成千上萬小分子用共價(jià)鍵鏈接在一起的大分子,也就是分子鏈,你把鏈做精了,什么問題就都解決了。”
朱世平院士以乙烯聚合為例,介紹了高分子材料的開發(fā),比如POE,原料就是乙烯,先把乙烯做成丁烯、己烯、辛烯,特別是八個(gè)碳的辛烯,咱們還沒有,高端聚烯烴材料就玩不出來了,只有有了辛烯,再與乙烯精確地排列組合,才能有高端聚烯烴產(chǎn)品。還有諸如特種膠黏劑、智能織物、多級孔材料、聚酰亞胺、共聚單體進(jìn)料等等例子。
朱世平院士認(rèn)為,理論上高分子是可以比金屬做得更強(qiáng),“我們通常講聚乙烯的強(qiáng)度不是很大,原因是有無定型,如果分子鏈全部取向結(jié)晶,如果你有本事把聚乙烯鏈全部拉直,它會比碳鋼更強(qiáng),因?yàn)榫垡蚁┑奶继脊矁r(jià)鍵,比碳鋼的鐵鐵金屬鍵強(qiáng)。”
朱世平院士特別介紹了聚酰亞胺這個(gè)被稱為黃金高分子的產(chǎn)品。聚酰亞胺是一種極其重要的材料,目前只有極少數(shù)國家能生產(chǎn)。它的性能很好,優(yōu)良的高低溫性能,耐化學(xué)腐蝕、耐輻射,高強(qiáng)高模等。聚酰亞胺有很多的用途,汽車零部件和機(jī)電器件行業(yè)、電氣絕緣行業(yè)、柔性顯示和柔性太陽能電池行業(yè)等。
朱世平院士介紹,國外對聚酰亞胺的研究時(shí)間早,產(chǎn)品質(zhì)量好,基本壟斷市場。目前,杜邦、東麗、鐘淵和宇部4家國外企業(yè)占據(jù)了全球聚酰亞胺市場銷售總額的70%左右。“單獨(dú)一家外企的產(chǎn)能基本上就能夠達(dá)到我國產(chǎn)能之和。”反觀國內(nèi),研究起步晚,正處于模仿國外研發(fā)的階段。國內(nèi)的聚酰亞胺生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)能低,產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊,利潤空間小。無法生產(chǎn)無色透明聚酰亞胺薄膜及耐高溫高頻絕緣熱塑性聚酰亞胺模塑料。
朱世平院士(右)與聽眾互動
演講中,朱世平院士還分享了他的求學(xué)經(jīng)歷和人生感悟,并對現(xiàn)場聽眾的提問進(jìn)行了耐心解答。
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