瞿金平:颠覆传统高分子材料塑化加工技术

发布时间:2018-03-27设置

塑料广泛应用于国民经济各领域,大到航空航天、交通运输,小到家电汽车、生活用品,它发挥着越来越重要的作用。然而,塑料加工产业单位产值能耗高、石油短缺、环境污染问题日益严峻,开展高分子材料绿色先进加工成型技术及装备的研究,对提升我国塑料制造装备的国际地位至关重要。

在ManBetX体育官网聚合物新型成型装备国家工程研究中心,中国工程院院士、华工教授瞿金平和他的团队三十年如一日,研究成果颠覆了100多年来的传统加工原理,催生了塑料加工机械行业转型升级的深刻“蝶变”。他说:“几十年来,我始终围绕高分子材料加工技术与装备开展研究,未来还要一如既往地做下去。”

三件事做了一辈子,三获国家科技奖

“在科学上我不喜欢走前人走过的路,乐于独辟蹊径。”今年61岁的瞿金平快人快语,中气十足,“我这一辈子只做了三件事。”

第一件事,上世纪90年代,瞿金平在国际上率先提出将机械振动力场引入塑料加工成型的全过程,实现振动剪切形变支配的塑化加工成型机理。通俗来说,上百年来塑料加工关键部件是螺杆,他设法把原本只旋转的螺杆设计成“旋转加振动”。这项国际领先的新技术,获得了1997年中国专利发明创造金奖、1997年国家技术发明奖二等奖和2006年国家科学技术进步奖二等奖。

“第二件事,我们突破了高分子材料加工百年来以螺杆为核心元件的发展模式,将原本螺杆剪切流变加工的原理变成偏心转子拉伸流变加工原理。”瞿金平抬起双手比划着说,“剪切流变就像石磨,用剪切力把材料分散拉开,会使大分子链断裂;而拉伸流变就像擀面和面、手打潮汕牛肉丸,不破坏材料内部的分子量,更适用于超高分子量聚乙烯等极端流变物料的加工成型,拓宽了加工的领域。”

这项名叫“基于拉伸流变的高分子材料绿色加工成型技术”的创新成果彻底颠覆传统加工原理,使物料热机械历程缩短50%以上、能耗降低30%左右,节约资源保护环境。该项技术再次处于国际领先水平,也获得2014年中国专利金奖、2015年国家技术发明奖二等奖。

第三件事,瞿金平正在开展与拉伸流变塑化加工原理与技术相匹配的一系列制品短流程成型制造技术创新研发。“例如,结合拉伸流变技术研制了动态分配多层薄膜吹塑技术开发高性能薄膜系列产品,我国新疆等地的种植业大面积地使用农用地膜,现在已运用了新技术,实现地膜不易破、可全回收,对防止土地污染和塑料回收利用有重要作用。”他举例,在防弹衣制造过程中,可运用新技术将超高分子量聚乙烯直接加工成丝状进行纺织,相比传统溶液纺丝工艺,可省去大量成本,提高效率。新技术将促进一大批具有超强性能的高分子产品的诞生,为撬动相关产业转型升级做出重要的贡献。

主动要求卸任行政职务,重新投入科研工作

在瞿金平科研生涯中,他主持过许多课题项目,但他说:“我的第一个科研项目是17岁在村里完成的。”

瞿金平1957年出生在湖北黄梅芭茅山村,高中毕业后回乡务农。17岁那年,瞿金平展示出很强的动手能力,帮助生产大队办起了小发电厂,还研制广播电话线路自动切换器,解决了电灯零线通广播的技术。“凭着爱动脑爱动手的特点,可以说,我是从乡村小路走入科学殿堂的。”他说。

1977年恢复高考,20岁的瞿金平考入华南工学院化工机械系塑料机械及加工专业。如今,瞿金平是华工师生口中的“大牛”,他创造了学校的多项第一:第一个全国先进工作者、第一个国家杰出青年基金获得者、第一个中国青年科学家奖、第一个国家技术发明奖二等奖、第一个中国专利发明创造金奖、第一个教育部“长江学者”特聘教授……

令很多人没想到的是,瞿金平于1998年到2007年担任华工副校长,在50岁换届轮岗时主动要求卸任,重新投入科研工作。“基于拉伸流变的高分子材料绿色加工成型技术”就是这之后产出的重大科研成果,2011年他当选中国工程院环境与轻纺工程学部院士。“我的兴趣爱好不多,最热爱的就是工作。”瞿金平说完哈哈大笑。

“我1998年跟随瞿老师学习工作,20年来,他几乎每天都在工作,就连大年初一也要来实验室。”华工高分子材料先进制造技术与装备研究所所长冯彦洪说。瞿金平习惯手写笔记,公式推导都用铅笔在打印纸背面进行,以便能够随时随地快速记录脑海里迸发的思路。刚刚结束的寒假,他放在办公桌面的手写笔记就有10厘米厚的一大摞。瞿金平对三维机械制图软件的使用也十分熟练,他设计的原理样机都是他在电脑上一个一个零件的绘制出来的。

“现在由年轻学者担纲重任,我作为技术骨干,要听他们指挥。”瞿金平笑着说,国家高分子产品及其制造装备产量世界第一,但是高分子材料产业的技术水平与先进国家相比还存在很大差距。因此,他和团队要在科学的道路上继续攀登,加快科学研究成果产业化,创造更多的经济效益和社会效益,报效祖国,造福人类。(图/南方日报 张迪 机械与汽车工程学院 文/南方日报 吴少敏 姚瑶 郑慧梓 创意设计/设计学院 李冠樱 编辑/李伟群)


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