7月19日 ，由中國工程院主辦的以“高分子綠色制造產(chǎn)業(yè)技術創(chuàng)新與發(fā)展”為主題的第267場中國工程科技論壇在廣州市科學城開講，中國工程院院士瞿金平、孫晉良、石碧、李德群、王琪、王玉忠，加拿大皇家科學院、加拿大工程院院士Chul B. Park，中國塑料加工工業(yè)協(xié)會、廣東塑料工業(yè)協(xié)會等行業(yè)協(xié)會以及來自省內(nèi)外150多家高分子制造領域相關高校、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)技術創(chuàng)新與發(fā)展的模式與途徑。
據(jù)了解，中國工程科技論壇是由中國工程院主辦的品牌活動之一，舉辦至今已有18年的歷史，已發(fā)展成為中國工程科技界交流學術思想、凝聚集體智慧的重要平臺，成為工程科技戰(zhàn)略研究和服務國家科學決策的重要學術支撐。
本場論壇由中國工程環(huán)境與輕紡工程學部、華南理工大學、廣州華新科智造技術有限公司、聚合物新型成型裝備國家工程研究中心、聚合物成型加工工程教育部重點實驗室、塑料改性與加工國家工程實驗室、廣東省塑料工業(yè)協(xié)會、廣東省機械模具科技促進協(xié)會、金發(fā)科技股份有限公司、廣東院士聯(lián)合會等提供支持。
會議伊始，中國工程院二局局長高中琪、廣東省科技廳周木堂副巡視員、華南理工大學副校長邱學青依次發(fā)言，分別闡述了高分子材料產(chǎn)業(yè)在中國、珠三角地區(qū)乃至具體到廣東省、華南理工大學的發(fā)展現(xiàn)狀、優(yōu)勢與所取得的成就，為與會者宏觀勾勒出了當下中國高分子綠色制造產(chǎn)業(yè)技術的創(chuàng)新與發(fā)展藍圖。
中國制造業(yè)亟待打響高端科技話語權爭奪戰(zhàn)
發(fā)言人：瞿金平，中國工程院院士，華南理工大學聚合物新型成型裝備國家工程研究中心和聚合物成型加工工程教育部重點實驗室主任、教授
作為本次論壇會議的學術委員會主席，瞿金平院士第一個進行主題發(fā)言，其以《高分子產(chǎn)品制造技術自主創(chuàng)新思考》為主題，從制造大國戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型現(xiàn)狀、材料加工技術創(chuàng)新方式、產(chǎn)品制造產(chǎn)業(yè)變革道路三方面入手，闡明了我國制造業(yè)發(fā)展的成就與挑戰(zhàn)：發(fā)展快速但核心技術缺失。因而在瞿院士看來，中國制造業(yè)接下來需要打響爭奪高端科技話語權之戰(zhàn)。
在材料加工技術創(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，從而推動中國制造實現(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。
在變革道路上，瞿院士則用以偏心轉(zhuǎn)子為標志的拉伸流變加工技術在全回收農(nóng)地膜、擠壓造粒、混合混煉技術等方面的應用舉例，進一步印證了技術進步與創(chuàng)新變革的重要性。
利用晶體促進PLA在各種聚合過程中的發(fā)泡
發(fā)言：Chul B. Park，加拿大皇家科學院、加拿大工程院院士
作為多倫多大學機械與工業(yè)工程系教授，加拿大先進聚合物加工技術及微孔塑料制造技術及應用領域首席科學家，以及超臨界流體-聚合物發(fā)泡及加工技術的創(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)泡技術在生活中的應用之廣泛，并運用了大量表格，并從聚合物、超臨界CO2均相體系的構建與表征、泡孔成核控制、泡孔成長控制、泡孔聚并及穩(wěn)定化、結(jié)晶對發(fā)泡影響等方面系統(tǒng)闡述了連續(xù)擠出發(fā)泡加工技術的基本理論與相關實踐。
智能化是注塑成形的發(fā)展趨勢與方向
發(fā)言人：李德群，中國工程院院士，華中科技大學材料學院教授
曾任華中科技大學材料學院院長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的研究和開發(fā)工作多年，取得了顯著的工程應用效果。本次論壇李院士主講《注塑成型智能技術的研發(fā)》，從人工智能的五個發(fā)展趨勢切入，列舉華寶智能科技公司的硫化鞋人機共融生產(chǎn)線、東莞勁勝公司的手機玻璃蓋板智能生產(chǎn)線等實例，直觀說明了人工智能的引入給企業(yè)生產(chǎn)帶來的高效率與高精度。
李院士表示，智能制造是國家的發(fā)展戰(zhàn)略，中國工程院也啟動了智能制造發(fā)展戰(zhàn)略研究的重大咨詢項目。而作為其重點研究的項目，李院士也將智能制造理念引入了注塑成型，詳細介紹了塑料注射成型的工藝過程、智能化需求以及研究思路，并針對當下產(chǎn)品高精密難實現(xiàn)、產(chǎn)品高性能難調(diào)控、裝備高精度難保障的問題提出了四個解決方案：成形精度的靜動態(tài)復合補償技術；取向結(jié)構在線感知與精確調(diào)控技術；高速高壓工況下裝備精度保障技術；裝備集成與自動化產(chǎn)線技術。根據(jù)李院士的介紹，這一系列注射成形智能方案的應用，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市場前景廣闊
發(fā)言人：王玉忠，中國工程院院士，四川大學化學學院教授
經(jīng)過一個世紀的發(fā)展，高分子材料已經(jīng)從一種新興事物逐漸成為人類日常生活和各個行業(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)利用領域進行了多年的研究。在他看來，如何平衡資源與環(huán)境發(fā)展是當下高分子材料發(fā)展過程中面臨的最大問題。王院士認為，利用可再生的生物質(zhì)資源制備高分子材料是高分子領域的重要研究方向，是減小高分子材料過度依賴化石資源的重要途徑。
提出問題，進而解決問題。王院士為此向與會者介紹了聚對二氧環(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，且整個生產(chǎn)過程綠色無污染。當實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)后，其成本可大幅度降低，是具有成本競爭優(yōu)勢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，具有廣闊的市場應用前景。
固相剪切加工新裝備新技術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，中國工程院院士，四川大學教授
作為國際聚合物加工學會的中國代表，《高分子材料科學與工程》期刊主編，王琪院士在本次講演中數(shù)次強調(diào)“廢棄高分子材料是錯放的資源，極具回收利用價值”。因我國高分子材料發(fā)展迅速，產(chǎn)量和消費量均居世界第一，廢棄高分子材料也相應急劇增多，而現(xiàn)行的回收方法主要分為化學法和物理法，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)境污染嚴重。廢棄高分子材料的回收成為了世界性的難題。
對此，王琪院士與其團隊創(chuàng)造性地發(fā)明了基于固相力化學和剪切力為主的固相剪切攆磨加工裝備，并實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化應用。解決了傳統(tǒng)回收技術要求組分相容、粘度匹配因而需要分類分離的難題；通過力化學解交聯(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，北京化工大學材料科學與工程學院院長、教授
張院長主要研究的是三大高分子材料中具有獨一無二高彈性的橡膠。2017年，橡膠工業(yè)總產(chǎn)值占到我國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。但隨之而來的橡膠進口量突破戰(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題。對此，張院長認為，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，張立群院長詳細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鍵技術方面的研究進展。內(nèi)容包括基于生物基化學品原料庫設計和制備了全新結(jié)構的具有自主知識產(chǎn)權的高性能生物技術橡膠；大力推進我國蒲公英橡膠研究，提高含膠率；研究和開發(fā)低能耗、高分散的液相混煉技術；創(chuàng)制多階螺桿連續(xù)綠色脫硫回收廢橡膠成套技術；制備成功超高氣密性能的熱塑性硫化膠等。最后，張院長還提出了下一代綠色輪胎用綠色超級彈性體的設計理念。
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，浙江理工大學校長
身處中國著名的絲綢產(chǎn)地——浙江，作為國際絲綢聯(lián)盟副主席兼教育科技委員會主任、浙江省“紡織科學與工程”一流學科（A類）負責人，陳文興校長長期從事纖維材料相關的研究工作，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，介紹了中國滌綸工業(yè)絲的發(fā)展狀況：2017年全球滌綸工業(yè)絲產(chǎn)量約為300萬噸，我國約占69%，且十幾年持續(xù)增長，平均年增幅接近20%。
針對PET熔融縮聚過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)焦等問題，陳文興校長也分享了他與團隊設計的全新工藝流程和成套裝備，以及高黏熔體管道輸送技術、前后道多單元協(xié)同操作技術，應用于熔體直紡工藝，綜合能耗可比傳統(tǒng)的三段法切片紡工藝降低1/3左右。
有機高性能中空纖維膜可廣泛應用于工業(yè)廢水處理
發(fā)言人：肖長發(fā)，天津工業(yè)大學教授
肖長發(fā)教授長期從事纖維材料領域科研與教學，在本次高分子綠色制造產(chǎn)業(yè)技術創(chuàng)新與發(fā)展論壇中，肖教授針對我國的水資源污染問題，基于高分子表面與界面理論、同質(zhì)、共融復合原理、界面致孔理論等，講解了一系列他與團隊共同研發(fā)的特種膜制備技術。
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特點與工程化應用。根據(jù)肖教授的講解，該中空纖維膜具有高強度（>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。技術成果在天津膜天膜科技股份公司得到產(chǎn)業(yè)化應用，開發(fā)了同質(zhì)增強型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。廣泛應用于工業(yè)和市政污水、飲用水、海水淡化前處理等領域，累計日處理各類水體超1000萬噸。
“零溶劑”熔體電紡是實現(xiàn)納米纖維綠色制造的必由之路
發(fā)言人：楊衛(wèi)民，北京化工大學機電工程學院院長
本次論壇發(fā)言中，楊衛(wèi)民院長結(jié)合高端制造和綠色制造兩大關鍵問題，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，介紹了他與團隊在高分子材料綠色制造工藝及裝備研究中的成果。
針對被列為先進材料領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的基礎上，楊衛(wèi)民院長提出發(fā)展“零溶劑”熔體電紡是實現(xiàn)納米纖維綠色制造的必由之路，為此，楊院長及其團隊提出了熔體微積分電紡新原理、多級電場牽伸新方法和電場均化及動態(tài)調(diào)控新裝備三大創(chuàng)新發(fā)明解決方案，并進行了納米纖維膜的應用開發(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)中空電極與多級電場接力牽伸方法，全球首次使熔體電紡纖維直徑達到400nm以內(nèi)；創(chuàng)新發(fā)明電場均化復合電極板和電場動態(tài)調(diào)控技術，使成膜均勻性顯著提高；構建多級結(jié)構的微納米纖維高效過濾材料體系，在保證高過濾效率的同時，大幅度降低了流通阻力。
環(huán)境保護包括綠色設計、綠色工藝、綠色生產(chǎn)、綠色包裝
發(fā)言人：黃險波，金發(fā)科技股份有限公司首席技術專家，塑料改性與加工國家工程實驗室主任
金發(fā)科技股份有限公司作為一家專業(yè)從事改性材料研發(fā)、生產(chǎn)和銷售的科技型上市企業(yè)，建有高分子材料資源高質(zhì)化利用國家重點實驗室，是國家智能制造新模式試點企業(yè)。
在本次講演中，黃險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)保問題，提出了包括綠色設計、綠色工藝、綠色生產(chǎn)、綠色包裝等典型應用的解決方案。而針對生產(chǎn)過程中的能源浪費問題，也分享了數(shù)例節(jié)電、節(jié)水的成功應用案例。展現(xiàn)了一家積極承擔社會責任并努力推動改性塑料綠色、智能化發(fā)展的企業(yè)形象。
塑料加工設備應面向智能化，面向未來
發(fā)言人：吳大鳴，北京化工大學機電工程學院教授，塑料機械及塑料工程研究所所長
吳大鳴教授的主要研究領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、高性能導電/導熱復合材料制備新方法等。吳大鳴教授認為，塑料機械的智能化時代已經(jīng)來臨，面向高端應用的大型設備、微納制造技術、面向智能系統(tǒng)的柔性傳感器、可穿戴電子產(chǎn)品及技術以及新材料配套技術等都為塑料加工領域帶來了巨大的市場和舞臺。因而塑料加工設備也應當順應時代潮流，甚至具有超前性。這是未來高技術更新?lián)Q代和新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要基礎，也是國家高技術創(chuàng)新能力的綜合體現(xiàn)。
多彩的世界對高性能纖維提出了色彩的新要求
發(fā)言人：徐衛(wèi)林，武漢紡織大學教授，教育部長江學者特聘教授
徐衛(wèi)林教授是中國首位獲得美國纖維學會杰出成就獎的學者，長期圍繞紡紗理論與技術、天然纖維的功能化及先進檢測技術等方面進行原創(chuàng)性理論研究與技術產(chǎn)業(yè)化。正如徐教授在講演開篇時所說的，多彩的世界對高性能纖維提出了色彩的新要求。針對高性能纖維結(jié)構的特殊性導致難以染色的問題，徐教授從纖維材料的物理與化學結(jié)構性入手，研究非常規(guī)的色彩構建方法，并研制了相應的裝備與工藝，從而實現(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)構導致粒子化非常困難，因而可以采用剪切力和溶脹效應的方法。以此類推，徐教授介紹了多種高性能纖維的染色處理方法。
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