中试研究┃两套中试装置首次投料试车一次成功!
近日,我院中试实验实训基地对大长径比双阶挤出中试装置和高扭矩单阶挤出中试装置进行了投料试车,标志着两条中试产线一次性试产成功。
我院常务副院长冯连芳,院长助理、中试基地建设办公室主任王晓钟,副教授张才亮,冯连芳课题组成员及相关中试车间员工参加试车。
中试装置和产品
大长径比双阶挤出装置:采用独特的尾尾连接方式,长径比高达120,具有优异的高温密封性和高效脱挥能力,特别适用于开发低VOC的高性能聚合物产品。本次在该装置试车是基于自主开发的含苯环链段的聚丙烯大分子成核剂及其制备方法与用途(ZL201611256654.6)、一种聚丙烯增韧大分子β成核剂及其制备方法和应用(ZL202110832231.9)等专利技术,顺利完成了聚丙烯大分子成核剂试生产。该产品与聚丙烯的相容性好,易分散,能显著增加成核效率,提高聚丙烯的结晶温度,提升屈服强度和弹性模量等力学性能,可极大地扩展通用聚丙烯的应用范围。
高扭矩单阶挤出装置:高扭矩、快混合、反应型双螺杆,特别适用于高黏度、高填充聚合物的挤出反应与改性。在该装置上,本次试生产的生物可降解农用地膜专用料能在1-2个植物生长周期内完全被细菌、微生物消化,最终形成二氧化碳和水,对土壤和农作物没有任何危害,改变了传统聚乙烯塑料残留对土壤形成白色污染的状况,消除了传统地膜对土壤构成的威胁。
反应挤出工艺
本次试车成功的两套中试装置均为反应挤出工艺的工业级应用。
工艺介绍:反应挤出是一种将聚合反应与挤出加工结合在一起的工艺。它是以双螺杆挤出机作为连续化反应器,使聚合单体或聚合物熔体在挤出过程中发生物理变化的同时发生化学反应,最终直接挤出获得新的聚合物材料或制品的方法。该方法可以处理高黏体系,直接进行本体聚合,无需进行复杂的分离提纯和溶剂回收等后处理过程,能缩短工艺流程,无环境污染。目前,反应挤出技术的应用已从聚合物的可控降解、熔融接枝扩展到聚合物的交联和偶联反应、聚合物单体的连锁聚合和逐步聚合等多个方面,涉及到聚烯烃、聚酯、聚酰胺、聚甲基丙烯酸酯、聚氨酯、聚甲醛和聚酰亚胺等聚合物合成与改性。
冯连芳课题组对于聚合物反应挤出具有多年的研发经验,尤其对于挤出过程中的物理和化学变化进行在线检测与过程优化取得了突破性进展,已开发出功能化聚烯烃粘接树脂、高流动聚丙烯、硅基热塑性弹性体、高效增容剂等高端聚合物材料。
张才亮副教授表示:“本次试车的两套反应挤出装置集聚合物熔融、流动、混合、反应、脱挥和挤出为一体,可连续、快速生产功能化、高性能化、高附加值的聚合物产品。这两套装置适配的聚合材料体系及其丰富,具有深广的开发潜力,可为聚合物产品的高效绿色制备与改性技术的开发和中试验证创造良好条件。”
建设高水平中试平台
推动科技创新 助力产业振兴
创新是引领发展的第一动力,是建设现代化经济体系的战略支撑。“中试是实现工业化的必要步骤,是技术创新的载体。党的十九大报告提出,唯有强化建设高效的科技成果转化生态,方可提供高质量科技供给,打通从科技强到产业强、经济强、国家强的通道,支撑现代化经济体系建设。” 中试平台对于熟化科技成果,提高科技成果转化率,提升科技创新能力具有重要意义。建设高水平的中试平台,将有力推动高水平科技成果加速转化,为全方位推动产业高质量发展提供有力的科技支撑。
融合创新优势 打通技术到产业的壁垒
中试平台是科技成果向生产领域转化的重要通道与桥梁,是科研与生产结合的关键环节。本次投料试车的成功充分展示了我院中试实验实训基地科技创新和人才资源优势,切实发挥了中试平台在科技研发中的作用,积极促进科技成果加速转化。
近年来,我院主动对接国家重大战略需求,聚焦区域产业前沿需求,高水平建设中试实验实训基地,创新管理体制和运行机制,积极开展关键领域核心技术的研发攻坚,抢占前沿技术和产业发展制高点,为科研成果与产业对接搭建中试孵化桥梁,实现“基础研究—技术攻关—技术应用—成果产业化”全过程无缝衔接,实现产学研联合攻关,以实际行动助力产学研创新链和价值链协同,服务产业振兴。
探索创新路径 推动产业高质量发展
后续,我院中试实验实训基地将陆续有不同装置完成试车和产品试生产,汇聚产业链中研发、工艺设计、操作运行、产品检测评价和产品加工应用等不同环节的技术人才,打造先进的中试产线和实验设备平台,极大缩短实验室小试向工业规模放大的周期,切实提升科技成果产业化转化率,推动产学研深度融合、协同攻关突破,形成产业创新成果转化的策源地。
未来,基地将进一步加强顶层设计,深化体制机制创新,完善协同创新体系,加快培养和集聚一批高水平创新人才团队,围绕前沿技术成果转化需求,建立全链条的科技成果转化服务体系,成为产学研深度融合、协同攻关的功能齐全、开放共享的产业化创新型载体。同时,我院将积极探索依托中试基地推动高水平创新成果转化的新路径,加快形成可借鉴、可复制、可推广的创新经验和模式,努力打造成果转化加速器平台示范样板,为我省高质量发展建设共同富裕示范区提供强劲科技支撑。
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图文 | 课题组供稿
编辑 | 郑家琪
审核 | 张才亮 周玉立
终审 | 朱耕宇