金秋時節(jié),碩果飄香。長江之濱的湘北巍巍黃茅山下,巴陵石化橡膠部高塔林立的廠區(qū),3條熱塑橡膠(苯乙烯類熱塑性彈性體)SEBS生產(chǎn)線平穩(wěn)運(yùn)行,優(yōu)質(zhì)SEBS日產(chǎn)量200多噸。在廠區(qū)一側(cè),一套年產(chǎn)5萬噸SEBS新裝置正加緊建設(shè)。一批參加公司“公眾開放日”活動的社會公眾到這里參觀,聽取有關(guān)SEBS的研發(fā)生產(chǎn)等情況介紹后,連聲為巴陵石化率先實(shí)現(xiàn)SEBS“中國制造”點(diǎn)贊。
曾幾何時,業(yè)內(nèi)對含有增塑劑的彈性體憂心忡忡,因其不夠環(huán)保,還會對民眾身體健康造成傷害。在巴陵石化公司、四川大學(xué)、北京化工大學(xué)、湖南百利工程科技股份有限公司等的聯(lián)合攻關(guān)下,歷時15年,我國終于開發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的SEBS工業(yè)化成套技術(shù),使綠色環(huán)保的SEBS成為替代材料,提高了我國醫(yī)用、消費(fèi)類電子、日用品等與國計(jì)民生密切相關(guān)產(chǎn)業(yè)的核心競爭力。2015年初,新一代高性能苯乙烯類熱塑性彈性體成套技術(shù)項(xiàng)目,也因此榮獲2014年度國家科技進(jìn)步二等獎。
SEBS是苯乙烯/乙烯-丁烯/苯乙烯嵌段聚合物,具有耐老化、安全無毒、綠色環(huán)保等特點(diǎn),一度在業(yè)界有“橡膠黃金”之稱,主要用于藥物包裝、醫(yī)療輸液器具、大跨度潤滑油、食品包裝、電線電纜、密封材料、塑料改性、高等級瀝青改性及與人體接觸的彈性材料等領(lǐng)域。據(jù)該項(xiàng)目第一完成人、巴陵石化首席專家梁紅文介紹,在SEBS成功國產(chǎn)化前,其技術(shù)被美國和日本的兩家公司壟斷。“廠領(lǐng)導(dǎo)1990年代曾到美國考察過,希望對方轉(zhuǎn)讓技術(shù),但遭到拒絕。”梁紅文回憶。當(dāng)時這家公司只向巴西轉(zhuǎn)讓了低端SBS生產(chǎn)技術(shù),僅軟件費(fèi)就高達(dá)2000萬美元。此后國內(nèi)曾有多家單位進(jìn)行SEBS小試研究,因在聚合物微觀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)控制和加氫技術(shù)方面未能取得突破,無法實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,導(dǎo)致SEBS進(jìn)口價格高達(dá)5萬~8萬元/噸,直接影響中國下游產(chǎn)業(yè)的競爭力。
1996年,巴陵石化牽頭的項(xiàng)目組從零起步,開始SEBS前驅(qū)體合成技術(shù)及茂系催化加氫技術(shù)研究。1998年,項(xiàng)目組完成SEBS小試研究并通過中石化技術(shù)鑒定,2003年完成SEBS中試技術(shù)開發(fā)。“我們中試成功的消息一傳出,一家日本公司就主動找我們尋求合作,共同推進(jìn)工業(yè)化,但我們沒有同意,我們想憑借自己的力量完成這一原始創(chuàng)新。”梁紅文說。
2006年3月,新中國具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的首套年產(chǎn)萬噸級SEBS工業(yè)化裝置,在巴陵石化橡膠部投產(chǎn),并先后完成線型、星型系列共11個牌號產(chǎn)品的工業(yè)試驗(yàn),產(chǎn)品性能穩(wěn)定,得到用戶認(rèn)可,填補(bǔ)了國內(nèi)SEBS生產(chǎn)空白。2009年和2012年,巴陵石化SEBS年總產(chǎn)能分別擴(kuò)至2萬噸、4萬噸。目前,巴陵石化的SEBS年產(chǎn)能超過5萬噸。
據(jù)梁紅文介紹,該項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了四大創(chuàng)新。一是針對傳統(tǒng)SBS聚丁二烯鏈段1,2-結(jié)構(gòu)含量低、分布不均勻、不能作為SEBS前驅(qū)體的難題,確立了SEBS微觀結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)表征方法,建立了SEBS前驅(qū)體微觀結(jié)構(gòu)模型,發(fā)明了滿足不同性能要求的SEBS系列前驅(qū)體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法。二是研究了烷基鋰引發(fā)劑與結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)劑絡(luò)合狀態(tài)對單體聚合速率和微觀結(jié)構(gòu)影響的規(guī)律,發(fā)明了SEBS系列前驅(qū)體結(jié)構(gòu)的合成控制方法,實(shí)現(xiàn)了前驅(qū)體分子結(jié)構(gòu)寬范圍的設(shè)計(jì)和精細(xì)穩(wěn)定控制,開發(fā)了星型、線型兩大系列共11個牌號產(chǎn)品。三是揭示了茂金屬催化加氫機(jī)理,發(fā)明了一種茂金屬加氫新工藝,開發(fā)了高聚物中微量金屬離子高效脫除新技術(shù),催化劑用量僅為鎳系加氫工藝的10%~15%,能耗物耗顯著降低,綠色環(huán)保,產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到醫(yī)療衛(wèi)生級標(biāo)準(zhǔn)。四是針對聚合釜高黏度物料傳質(zhì)、傳熱及加氫釜中高黏度物料氣-液傳質(zhì)、傳熱難題,開發(fā)了國際上最大的80立方米前驅(qū)體SEBS聚合釜和加氫釜,保證了生產(chǎn)高效、低成本和產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。在此基礎(chǔ)上,萬噸級茂系氫化SEBS成套技術(shù)形成。
項(xiàng)目實(shí)施期間,項(xiàng)目組發(fā)表論文38篇,獲14項(xiàng)中國發(fā)明專利,形成12項(xiàng)中石化專有技術(shù)。
技術(shù)創(chuàng)新無止境。從2010年起,巴陵石化與國內(nèi)醫(yī)療器械行業(yè)的龍頭企業(yè)和創(chuàng)新領(lǐng)軍企業(yè)山東威高集團(tuán)合作,開展醫(yī)用SEBS研發(fā)。2016年上半年,醫(yī)用SEBS進(jìn)入工業(yè)化批量生產(chǎn)階段,成功打破國外壟斷,填補(bǔ)國內(nèi)空白,促進(jìn)了我國醫(yī)用高分子制品行業(yè)技術(shù)進(jìn)步,提升了該產(chǎn)業(yè)的國際競爭力。同年,中國石化和威高集團(tuán)簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議,雙方明確將重點(diǎn)圍繞中國高端和高質(zhì)醫(yī)用類耗材的戰(zhàn)略規(guī)劃,聯(lián)合開發(fā)高附加值、高性能醫(yī)用新材料,實(shí)現(xiàn)高端和高質(zhì)醫(yī)用類耗材國產(chǎn)化,隨后,巴陵石化與威高集團(tuán)進(jìn)一步簽署合作協(xié)議。
2017年,“苯乙烯類熱塑性彈性體、聚己內(nèi)酯醫(yī)用高分子原材料的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化”入選國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“生物醫(yī)用材料研發(fā)與組織器官修復(fù)替代”重點(diǎn)專項(xiàng)。巴陵石化作為項(xiàng)目成員單位,與威高集團(tuán)攜手進(jìn)行該項(xiàng)目研發(fā)。2018年初,巴陵石化承擔(dān)的湖南省戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)科技攻關(guān)“非聚氯乙烯醫(yī)用聚合物材料(SEBS)技術(shù)”項(xiàng)目,通過湖南省科技廳組織的現(xiàn)場驗(yàn)收。
為穩(wěn)定提高SEBS產(chǎn)品質(zhì)量,巴陵石化橡膠部圍繞凝膠、結(jié)塊等問題開展技術(shù)攻關(guān),創(chuàng)新實(shí)施“多級過濾”改造和除塵系統(tǒng)改造,大幅提升產(chǎn)品透明性、穩(wěn)定性。同時,持續(xù)完善產(chǎn)品脫鹽系統(tǒng)優(yōu)化改造,既鞏固了產(chǎn)品質(zhì)量,還釋放了產(chǎn)能。
2018年5月,采用巴陵石化熱塑橡膠SEBS制造的新型可回收預(yù)制型卷材跑道,在江蘇淮安某高校用于2條約1.2萬平方米校園跑道鋪設(shè)。據(jù)悉,這是我國首條用國產(chǎn)SEBS生產(chǎn)的可回收跑道。跑道生產(chǎn)廠負(fù)責(zé)人介紹:“采用巴陵石化SEBS為基礎(chǔ)材料生產(chǎn)的跑道,最大優(yōu)點(diǎn)就是綠色環(huán)保,沒有異味,真正體現(xiàn)了對環(huán)境友好。我們曾向日本出口2個運(yùn)動場地的人造草坪,就是用巴陵石化SEBS為基礎(chǔ)料做的熱塑橡膠填充顆粒。”
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