Репортаж от Wedoany，2 июня профессор Чжан Чжэньсю из Школы молекулярной инженерии и науки Циндаоского университета науки и технологий представил самостоятельно разработанную платформу экологичного вспенивания в автоклаве с использованием сверхкритического диоксида углерода, объединяющую «технологию, оборудование и материалы», что позволило разорвать двойную монополию зарубежных стран в области высокотехнологичного вспенивания эластомеров. Недавно Китайское химическое общество провело в Пекине оценку научно-технических достижений, дав авторитетную оценку результатам «Ключевые технологии вспенивания полимеров в автоклаве с использованием сверхкритического диоксида углерода и их экологичное промышленное применение». По заключению экспертной группы, ключевые технологии и характеристики продукции данного достижения достигли международного передового уровня.
Вспенивание с использованием сверхкритического диоксида углерода является ключевой технологией для производства высококачественных легких и упругих материалов. Традиционная технология вспенивания гранул ограничена зарубежными патентными барьерами, что затрудняет получение эластомерных изделий с ультранизкой плотностью и сложной формой. Команда нашла альтернативный путь, впервые создав технологию вспенивания в автоклаве с использованием сверхкритического диоксида углерода для формования нестандартных заготовок «из малой заготовки в большую». Образно говоря, сначала изготавливается предварительно сформованная заготовка меньшего размера, которая помещается в специальный автоклав. Под воздействием проникновения сверхкритической жидкости и точного контроля температуры и давления заготовка равномерно расширяется в крупное вспененное изделие. Это новшество также включает систему рециркуляции азота под высоким давлением, где степень улавливания азота превышает 90%, что позволяет реализовать экологичное производство и эффективно решить проблемы производства эластомерных изделий с ультранизкой плотностью, высокой точностью размеров и однородной ячеистой структурой.
Оборудование для вспенивания является «крепким орешком» для внедрения технологии. Исследовательская группа самостоятельно разработала комплект оборудования для автоматического вспенивания в автоклаве с использованием сверхкритического диоксида углерода с быстрозажимным затвором, преодолев такие инженерные проблемы, как сложность герметизации при высоких температурах и давлениях, низкая точность контроля температуры и давления, а также низкая эффективность работы. Это новое оборудование обладает впечатляющей скоростью сброса давления, которая в 6 раз выше международного передового уровня, точность контроля температуры в автоклаве достигает ±1°C, а общие характеристики находятся на международном передовом уровне, что позволяет заменить импортное ключевое оборудование для высокотехнологичного вспенивания и поддерживать экологичное крупномасштабное производство на уровне десятков тысяч тонн.
Специальные каучуки и другие эластомеры из-за особенностей молекулярных цепей склонны к коллапсу ячеек или грубой морфологии при вспенивании. На уровне модификации материалов исследовательская группа подошла к проблеме «с корня» молекулярной структуры, инновационно разработав метод регулирования многоуровневой сетчатой структуры. Как объяснил Чжан Чжэньсю, это похоже на то, как сначала построить гибкие «мостики» и растяжимые сети между молекулярными цепями каучука, а затем усилить их переплетение, чтобы материал мог эффективно растягиваться в процессе вспенивания и расширения, не разрываясь и не сжимаясь, что значительно расширяет температурное окно вспенивания и успешно преодолевает технологический барьер ультранизкоплотного вспенивания специальных каучуков.
Ценность технологического прорыва в конечном итоге проявляется в промышленном применении. Как сообщил Чжан Чжэньсю, в настоящее время эти результаты уже внедрены в масштабах на нескольких предприятиях. За последние три года они принесли сотрудничающим компаниям совокупный прирост продаж более 2,1 млрд юаней и прирост прибыли более 300 млн юаней, демонстрируя значительные экономические выгоды. Проект получил 38 патентов на изобретения (включая 4 японских патента) и опубликовал 51 научную статью, сформировав полную систему независимых прав интеллектуальной собственности.
Данный материал скомпилирован платформой Wedoany. При цитировании материалов, созданных с помощью искусственного интеллекта (ИИ), необходимо обязательно указывать источник — «Wedoany». В случае выявления нарушения прав или иных проблем просим своевременно информировать нас. Сайт оперативно внесёт изменения или удалит материал.Электронная почта: news@wedoany.com
