7月19日 ，由中國(guó)工程院主辦的以“高分子綠色制造產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新與發(fā)展”為主題的第267場(chǎng)中國(guó)工程科技論壇在廣州市科學(xué)城開(kāi)講，中國(guó)工程院院士瞿金平、孫晉良、石碧、李德群、王琪、王玉忠，加拿大皇家科學(xué)院、加拿大工程院院士Chul B. Park，中國(guó)塑料加工工業(yè)協(xié)會(huì)、廣東塑料工業(yè)協(xié)會(huì)等行業(yè)協(xié)會(huì)以及來(lái)自省內(nèi)外150多家高分子制造領(lǐng)域相關(guān)高校、科研院所、企業(yè)的代表出席論壇，交流分享高分子綠色制造產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新與發(fā)展的模式與途徑。
據(jù)了解，中國(guó)工程科技論壇是由中國(guó)工程院主辦的品牌活動(dòng)之一，舉辦至今已有18年的歷史，已發(fā)展成為中國(guó)工程科技界交流學(xué)術(shù)思想、凝聚集體智慧的重要平臺(tái)，成為工程科技戰(zhàn)略研究和服務(wù)國(guó)家科學(xué)決策的重要學(xué)術(shù)支撐。
本場(chǎng)論壇由中國(guó)工程環(huán)境與輕紡工程學(xué)部、華南理工大學(xué)、廣州華新科智造技術(shù)有限公司、聚合物新型成型裝備國(guó)家工程研究中心、聚合物成型加工工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、塑料改性與加工國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室、廣東省塑料工業(yè)協(xié)會(huì)、廣東省機(jī)械模具科技促進(jìn)協(xié)會(huì)、金發(fā)科技股份有限公司、廣東院士聯(lián)合會(huì)等提供支持。
會(huì)議伊始，中國(guó)工程院二局局長(zhǎng)高中琪、廣東省科技廳周木堂副巡視員、華南理工大學(xué)副校長(zhǎng)邱學(xué)青依次發(fā)言，分別闡述了高分子材料產(chǎn)業(yè)在中國(guó)、珠三角地區(qū)乃至具體到廣東省、華南理工大學(xué)的發(fā)展現(xiàn)狀、優(yōu)勢(shì)與所取得的成就，為與會(huì)者宏觀勾勒出了當(dāng)下中國(guó)高分子綠色制造產(chǎn)業(yè)技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展藍(lán)圖。
中國(guó)制造業(yè)亟待打響高端科技話語(yǔ)權(quán)爭(zhēng)奪戰(zhàn)
發(fā)言人：瞿金平，中國(guó)工程院院士，華南理工大學(xué)聚合物新型成型裝備國(guó)家工程研究中心和聚合物成型加工工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任、教授
作為本次論壇會(huì)議的學(xué)術(shù)委員會(huì)主席，瞿金平院士第一個(gè)進(jìn)行主題發(fā)言，其以《高分子產(chǎn)品制造技術(shù)自主創(chuàng)新思考》為主題，從制造大國(guó)戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型現(xiàn)狀、材料加工技術(shù)創(chuàng)新方式、產(chǎn)品制造產(chǎn)業(yè)變革道路三方面入手，闡明了我國(guó)制造業(yè)發(fā)展的成就與挑戰(zhàn)：發(fā)展快速但核心技術(shù)缺失。因而在瞿院士看來(lái)，中國(guó)制造業(yè)接下來(lái)需要打響爭(zhēng)奪高端科技話語(yǔ)權(quán)之戰(zhàn)。
在材料加工技術(shù)創(chuàng)新方式上，瞿金平院士也指出要做到產(chǎn)品創(chuàng)新、裝備創(chuàng)新、模式創(chuàng)新相結(jié)合，從而推動(dòng)中國(guó)制造實(shí)現(xiàn)從低端到高端、從低效到高效、從低質(zhì)到高質(zhì)的轉(zhuǎn)型升級(jí)。
在變革道路上，瞿院士則用以偏心轉(zhuǎn)子為標(biāo)志的拉伸流變加工技術(shù)在全回收農(nóng)地膜、擠壓造粒、混合混煉技術(shù)等方面的應(yīng)用舉例，進(jìn)一步印證了技術(shù)進(jìn)步與創(chuàng)新變革的重要性。
利用晶體促進(jìn)PLA在各種聚合過(guò)程中的發(fā)泡
發(fā)言：Chul B. Park，加拿大皇家科學(xué)院、加拿大工程院院士
作為多倫多大學(xué)機(jī)械與工業(yè)工程系教授，加拿大先進(jìn)聚合物加工技術(shù)及微孔塑料制造技術(shù)及應(yīng)用領(lǐng)域首席科學(xué)家，以及超臨界流體-聚合物發(fā)泡及加工技術(shù)的創(chuàng)始人。Chul B. Park在本次論壇講演中以《Utilization of Crystals for Promoting PLA Foaming in Various Ploymer Processes》為題，闡述了聚合物發(fā)泡技術(shù)在生活中的應(yīng)用之廣泛，并運(yùn)用了大量表格，并從聚合物、超臨界CO2均相體系的構(gòu)建與表征、泡孔成核控制、泡孔成長(zhǎng)控制、泡孔聚并及穩(wěn)定化、結(jié)晶對(duì)發(fā)泡影響等方面系統(tǒng)闡述了連續(xù)擠出發(fā)泡加工技術(shù)的基本理論與相關(guān)實(shí)踐。
智能化是注塑成形的發(fā)展趨勢(shì)與方向
發(fā)言人：李德群，中國(guó)工程院院士，華中科技大學(xué)材料學(xué)院教授
曾任華中科技大學(xué)材料學(xué)院院長(zhǎng)的李德群院士從事塑料注射成形模擬和智能型塑料注射機(jī)的研究和開(kāi)發(fā)工作多年，取得了顯著的工程應(yīng)用效果。本次論壇李院士主講《注塑成型智能技術(shù)的研發(fā)》，從人工智能的五個(gè)發(fā)展趨勢(shì)切入，列舉華寶智能科技公司的硫化鞋人機(jī)共融生產(chǎn)線、東莞勁勝公司的手機(jī)玻璃蓋板智能生產(chǎn)線等實(shí)例，直觀說(shuō)明了人工智能的引入給企業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)的高效率與高精度。
李院士表示，智能制造是國(guó)家的發(fā)展戰(zhàn)略，中國(guó)工程院也啟動(dòng)了智能制造發(fā)展戰(zhàn)略研究的重大咨詢項(xiàng)目。而作為其重點(diǎn)研究的項(xiàng)目，李院士也將智能制造理念引入了注塑成型，詳細(xì)介紹了塑料注射成型的工藝過(guò)程、智能化需求以及研究思路，并針對(duì)當(dāng)下產(chǎn)品高精密難實(shí)現(xiàn)、產(chǎn)品高性能難調(diào)控、裝備高精度難保障的問(wèn)題提出了四個(gè)解決方案：成形精度的靜動(dòng)態(tài)復(fù)合補(bǔ)償技術(shù)；取向結(jié)構(gòu)在線感知與精確調(diào)控技術(shù)；高速高壓工況下裝備精度保障技術(shù)；裝備集成與自動(dòng)化產(chǎn)線技術(shù)。根據(jù)李院士的介紹，這一系列注射成形智能方案的應(yīng)用，將顯著提高企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。
兼具優(yōu)良生物降解性和可循環(huán)利用性的PPDO市場(chǎng)前景廣闊
發(fā)言人：王玉忠，中國(guó)工程院院士，四川大學(xué)化學(xué)學(xué)院教授
經(jīng)過(guò)一個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，高分子材料已經(jīng)從一種新興事物逐漸成為人類(lèi)日常生活和各個(gè)行業(yè)的不可或缺的材料。王玉忠院士也在環(huán)境友好阻燃材料、生物基與生物降解高分子材料及高分子材料循環(huán)利用領(lǐng)域進(jìn)行了多年的研究。在他看來(lái)，如何平衡資源與環(huán)境發(fā)展是當(dāng)下高分子材料發(fā)展過(guò)程中面臨的最大問(wèn)題。王院士認(rèn)為，利用可再生的生物質(zhì)資源制備高分子材料是高分子領(lǐng)域的重要研究方向，是減小高分子材料過(guò)度依賴化石資源的重要途徑。
提出問(wèn)題，進(jìn)而解決問(wèn)題。王院士為此向與會(huì)者介紹了聚對(duì)二氧環(huán)已酮PPDO，他表示，PPDO具有優(yōu)良的綜合性能、可循環(huán)利用特性和生物降解性，且整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程綠色無(wú)污染。當(dāng)實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)后，其成本可大幅度降低，是具有成本競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的合成生物降解高分子材料，并且有望成為現(xiàn)有使用周期較短的一次性使用塑料制品的替代品，具有廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景。
固相剪切加工新裝備新技術(shù)有助高值高效回收利用難再生廢棄高分子材料
發(fā)言人：王琪，中國(guó)工程院院士，四川大學(xué)教授
作為國(guó)際聚合物加工學(xué)會(huì)的中國(guó)代表，《高分子材料科學(xué)與工程》期刊主編，王琪院士在本次講演中數(shù)次強(qiáng)調(diào)“廢棄高分子材料是錯(cuò)放的資源，極具回收利用價(jià)值”。因我國(guó)高分子材料發(fā)展迅速，產(chǎn)量和消費(fèi)量均居世界第一，廢棄高分子材料也相應(yīng)急劇增多，而現(xiàn)行的回收方法主要分為化學(xué)法和物理法，如水解、熱解、燃燒、溶劑分離回收、熔體加工回收等，或投資巨大，或適用面窄，或環(huán)境污染嚴(yán)重。廢棄高分子材料的回收成為了世界性的難題。
對(duì)此，王琪院士與其團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造性地發(fā)明了基于固相力化學(xué)和剪切力為主的固相剪切攆磨加工裝備，并實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。解決了傳統(tǒng)回收技術(shù)要求組分相容、粘度匹配因而需要分類(lèi)分離的難題；通過(guò)力化學(xué)解交聯(lián)，賦予交聯(lián)型廢棄高分子材料熱塑加工性，解決其不能二次加工的難題；此外，還能規(guī)?；咧蹈咝Щ厥绽脧U棄電路板，制備高性能土工膜、土工格柵、木塑制品等再生產(chǎn)品。
橡膠材料的發(fā)展趨勢(shì)高性能化、功能化以及綠色化、可循環(huán)化
發(fā)言人：張立群，北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院院長(zhǎng)、教授
張?jiān)洪L(zhǎng)主要研究的是三大高分子材料中具有獨(dú)一無(wú)二高彈性的橡膠。2017年，橡膠工業(yè)總產(chǎn)值占到我國(guó)GDP的1.67%，連續(xù)多年在世界橡膠消耗量和輪胎產(chǎn)量排行榜上位居第一。但隨之而來(lái)的橡膠進(jìn)口量突破戰(zhàn)略警戒線、“黑色污染”等也成為了不容忽視的且亟待解決的問(wèn)題。對(duì)此，張?jiān)洪L(zhǎng)認(rèn)為，橡膠材料必須往高性能化、功能化以及綠色化、可循環(huán)化的方向發(fā)展。
在本次講演中，張立群院長(zhǎng)詳細(xì)介紹了其依托教育部材料節(jié)能與資源化工中心等在橡膠材料綠色化關(guān)鍵技術(shù)方面的研究進(jìn)展。內(nèi)容包括基于生物基化學(xué)品原料庫(kù)設(shè)計(jì)和制備了全新結(jié)構(gòu)的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高性能生物技術(shù)橡膠；大力推進(jìn)我國(guó)蒲公英橡膠研究，提高含膠率；研究和開(kāi)發(fā)低能耗、高分散的液相混煉技術(shù)；創(chuàng)制多階螺桿連續(xù)綠色脫硫回收廢橡膠成套技術(shù)；制備成功超高氣密性能的熱塑性硫化膠等。最后，張?jiān)洪L(zhǎng)還提出了下一代綠色輪胎用綠色超級(jí)彈性體的設(shè)計(jì)理念。
熔體直紡工藝可比三段法切片紡工藝綜合能耗降低1/3
發(fā)言人：陳文興，浙江理工大學(xué)校長(zhǎng)
身處中國(guó)著名的絲綢產(chǎn)地——浙江，作為國(guó)際絲綢聯(lián)盟副主席兼教育科技委員會(huì)主任、浙江省“紡織科學(xué)與工程”一流學(xué)科（A類(lèi)）負(fù)責(zé)人，陳文興校長(zhǎng)長(zhǎng)期從事纖維材料相關(guān)的研究工作，本次論壇中以《熔融縮聚制備高黏聚酯熔體及短流程生產(chǎn)滌綸工業(yè)絲》為主題，介紹了中國(guó)滌綸工業(yè)絲的發(fā)展?fàn)顩r：2017年全球滌綸工業(yè)絲產(chǎn)量約為300萬(wàn)噸，我國(guó)約占69%，且十幾年持續(xù)增長(zhǎng)，平均年增幅接近20%。
針對(duì)PET熔融縮聚過(guò)程中面臨的熔體攪拌、脫揮困難；分子量分布寬、泛黃；熔體滯留、抱軸、結(jié)焦等問(wèn)題，陳文興校長(zhǎng)也分享了他與團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的全新工藝流程和成套裝備，以及高黏熔體管道輸送技術(shù)、前后道多單元協(xié)同操作技術(shù)，應(yīng)用于熔體直紡工藝，綜合能耗可比傳統(tǒng)的三段法切片紡工藝降低1/3左右。
有機(jī)高性能中空纖維膜可廣泛應(yīng)用于工業(yè)廢水處理
發(fā)言人：肖長(zhǎng)發(fā)，天津工業(yè)大學(xué)教授
肖長(zhǎng)發(fā)教授長(zhǎng)期從事纖維材料領(lǐng)域科研與教學(xué)，在本次高分子綠色制造產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新與發(fā)展論壇中，肖教授針對(duì)我國(guó)的水資源污染問(wèn)題，基于高分子表面與界面理論、同質(zhì)、共融復(fù)合原理、界面致孔理論等，講解了一系列他與團(tuán)隊(duì)共同研發(fā)的特種膜制備技術(shù)。
本次肖教授的講話中，他著重介紹了熔融紡絲法中空纖維膜的技術(shù)特點(diǎn)與工程化應(yīng)用。根據(jù)肖教授的講解，該中空纖維膜具有高強(qiáng)度（>10Mpa）、高分離精度（平均孔徑28nm）、親水（接觸角≦30°）、大通量（>1000LMH）、噸水能耗降低30%以上，且廢絲易回收回收再利用。技術(shù)成果在天津膜天膜科技股份公司得到產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，開(kāi)發(fā)了同質(zhì)增強(qiáng)型PDVF中空纖維膜及膜組件、熔融紡絲法高性能聚偏氟乙烯中空纖維膜，二者皆成為天津膜天公司名牌產(chǎn)品。廣泛應(yīng)用于工業(yè)和市政污水、飲用水、海水淡化前處理等領(lǐng)域，累計(jì)日處理各類(lèi)水體超1000萬(wàn)噸。
“零溶劑”熔體電紡是實(shí)現(xiàn)納米纖維綠色制造的必由之路
發(fā)言人：楊衛(wèi)民，北京化工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院院長(zhǎng)
本次論壇發(fā)言中，楊衛(wèi)民院長(zhǎng)結(jié)合高端制造和綠色制造兩大關(guān)鍵問(wèn)題，分別抓住兩者的顯著需求：成形、成性、智能與高效、低耗、環(huán)保，介紹了他與團(tuán)隊(duì)在高分子材料綠色制造工藝及裝備研究中的成果。
針對(duì)被列為先進(jìn)材料領(lǐng)域五大難題之一的納米纖維人工制造，在原有溶液電紡技術(shù)的基礎(chǔ)上，楊衛(wèi)民院長(zhǎng)提出發(fā)展“零溶劑”熔體電紡是實(shí)現(xiàn)納米纖維綠色制造的必由之路，為此，楊院長(zhǎng)及其團(tuán)隊(duì)提出了熔體微積分電紡新原理、多級(jí)電場(chǎng)牽伸新方法和電場(chǎng)均化及動(dòng)態(tài)調(diào)控新裝備三大創(chuàng)新發(fā)明解決方案，并進(jìn)行了納米纖維膜的應(yīng)用開(kāi)發(fā)研究。零溶劑的綠色工藝使材料轉(zhuǎn)化成纖維的比率由3-15wt%提升至100wt%；首創(chuàng)中空電極與多級(jí)電場(chǎng)接力牽伸方法，全球首次使熔體電紡纖維直徑達(dá)到400nm以內(nèi)；創(chuàng)新發(fā)明電場(chǎng)均化復(fù)合電極板和電場(chǎng)動(dòng)態(tài)調(diào)控技術(shù)，使成膜均勻性顯著提高；構(gòu)建多級(jí)結(jié)構(gòu)的微納米纖維高效過(guò)濾材料體系，在保證高過(guò)濾效率的同時(shí)，大幅度降低了流通阻力。
環(huán)境保護(hù)包括綠色設(shè)計(jì)、綠色工藝、綠色生產(chǎn)、綠色包裝
發(fā)言人：黃險(xiǎn)波，金發(fā)科技股份有限公司首席技術(shù)專(zhuān)家，塑料改性與加工國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室主任
金發(fā)科技股份有限公司作為一家專(zhuān)業(yè)從事改性材料研發(fā)、生產(chǎn)和銷(xiāo)售的科技型上市企業(yè)，建有高分子材料資源高質(zhì)化利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，是國(guó)家智能制造新模式試點(diǎn)企業(yè)。
在本次講演中，黃險(xiǎn)波主任例舉了塑料行業(yè)內(nèi)的廢水、廢氣、廢液、固廢所造成的環(huán)保問(wèn)題，提出了包括綠色設(shè)計(jì)、綠色工藝、綠色生產(chǎn)、綠色包裝等典型應(yīng)用的解決方案。而針對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中的能源浪費(fèi)問(wèn)題，也分享了數(shù)例節(jié)電、節(jié)水的成功應(yīng)用案例。展現(xiàn)了一家積極承擔(dān)社會(huì)責(zé)任并努力推動(dòng)改性塑料綠色、智能化發(fā)展的企業(yè)形象。
塑料加工設(shè)備應(yīng)面向智能化，面向未來(lái)
發(fā)言人：吳大鳴，北京化工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院教授，塑料機(jī)械及塑料工程研究所所長(zhǎng)
吳大鳴教授的主要研究領(lǐng)域是塑料成型原理與裝備，研究方向包括塑料精密成型原理和裝備、聚合物微納成型原理、高性能導(dǎo)電/導(dǎo)熱復(fù)合材料制備新方法等。吳大鳴教授認(rèn)為，塑料機(jī)械的智能化時(shí)代已經(jīng)來(lái)臨，面向高端應(yīng)用的大型設(shè)備、微納制造技術(shù)、面向智能系統(tǒng)的柔性傳感器、可穿戴電子產(chǎn)品及技術(shù)以及新材料配套技術(shù)等都為塑料加工領(lǐng)域帶來(lái)了巨大的市場(chǎng)和舞臺(tái)。因而塑料加工設(shè)備也應(yīng)當(dāng)順應(yīng)時(shí)代潮流，甚至具有超前性。這是未來(lái)高技術(shù)更新?lián)Q代和新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要基礎(chǔ)，也是國(guó)家高技術(shù)創(chuàng)新能力的綜合體現(xiàn)。
多彩的世界對(duì)高性能纖維提出了色彩的新要求
發(fā)言人：徐衛(wèi)林，武漢紡織大學(xué)教授，教育部長(zhǎng)江學(xué)者特聘教授
徐衛(wèi)林教授是中國(guó)首位獲得美國(guó)纖維學(xué)會(huì)杰出成就獎(jiǎng)的學(xué)者，長(zhǎng)期圍繞紡紗理論與技術(shù)、天然纖維的功能化及先進(jìn)檢測(cè)技術(shù)等方面進(jìn)行原創(chuàng)性理論研究與技術(shù)產(chǎn)業(yè)化。正如徐教授在講演開(kāi)篇時(shí)所說(shuō)的，多彩的世界對(duì)高性能纖維提出了色彩的新要求。針對(duì)高性能纖維結(jié)構(gòu)的特殊性導(dǎo)致難以染色的問(wèn)題，徐教授從纖維材料的物理與化學(xué)結(jié)構(gòu)性入手，研究非常規(guī)的色彩構(gòu)建方法，并研制了相應(yīng)的裝備與工藝，從而實(shí)現(xiàn)了高性能纖維及其制品的多彩與高品質(zhì)的顏色。比如高性能纖維結(jié)構(gòu)致密，與滌綸相似，可選擇染滌綸用不帶電荷的分散染料；而羊毛纖維因其特殊結(jié)構(gòu)導(dǎo)致粒子化非常困難，因而可以采用剪切力和溶脹效應(yīng)的方法。以此類(lèi)推，徐教授介紹了多種高性能纖維的染色處理方法。
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