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新材料產業向“新”而行

發布時間:2022-01-10 10:25:00來源: 人民日報海外版

  新材料是指新出現的具有優(you) 異性能和特殊功能的材料,或是產(chan) 生新功能的傳(chuan) 統材料。

  提起新材料,部分讀者可能會(hui) 感到陌生。事實上,新材料既是製造業(ye) 取得關(guan) 鍵突破的基礎,也與(yu) 日常生活息息相關(guan) ,小到數碼產(chan) 品性能的提升,大到空間站飛天、核電站運轉、航母下水,都離不開新材料的發明和應用。

  在新材料生產(chan) 領域,有一批專(zhuan) 精特新企業(ye) 。或許對老百姓來說,這些企業(ye) 的名字不是那麽(me) 響亮,但在所從(cong) 事的新材料領域,這些企業(ye) 耕耘多年,成為(wei) 該領域不可或缺的一分子,也成為(wei) 產(chan) 業(ye) 鏈上至關(guan) 重要的一環。我們(men) 將鏡頭聚焦於(yu) 這樣一群“小巨人”們(men) 。

  “小巨人”們(men) 艱難起步

  走進千家萬(wan) 戶的太陽能熱水器,道路邊隨處可見的太陽能路燈……光伏產(chan) 品因其發電具有零汙染、零排放、壽命長等優(you) 點,愈來愈受到重視,也愈來愈被人們(men) 熟知。

  等靜壓石墨,正是光伏、半導體(ti) 等產(chan) 品生產(chan) 過程中必不可少的高端材料,是光伏產(chan) 業(ye) 鏈上的重要一環。可以說,中國等靜壓石墨供給的多少、質量的好壞直接決(jue) 定著國內(nei) 光伏產(chan) 品產(chan) 能大小及壽命長短。

  那麽(me) 中國等靜壓石墨的供給情況究竟如何呢?

  帶著這個(ge) 疑問,記者采訪了成都炭素有限責任公司(以下簡稱“成都炭素”),這是一家專(zhuan) 門生產(chan) 等靜壓石墨等先進碳材料的企業(ye) 。走進成都炭素,工人們(men) 正熟練地操作機器,進行著壓形、燒製、浸漬,一切都有條不紊。

  談起企業(ye) 成立之初,成都炭素總經理李虓感慨:“當時,國內(nei) 生產(chan) 的等靜壓石墨質量參差不齊且生產(chan) 率低,與(yu) 來自日本、德國的進口產(chan) 品相比,在質量和價(jia) 格上都沒有優(you) 勢,不僅(jin) 增加國產(chan) 光伏產(chan) 品的生產(chan) 成本,也讓中國光伏產(chan) 業(ye) 麵臨(lin) ‘卡脖子’的風險。”

  從(cong) 清華大學博士畢業(ye) 的李虓,選擇紮根西南,放棄了一份在外人眼裏體(ti) 麵穩定的工作,去成都炭素成為(wei) 一名基礎研發人員。提起當年做的這個(ge) 決(jue) 定,李虓笑著說:“我博士研究方向與(yu) 此吻合,做一名研發人員正好符合我一直以來所秉持的‘實業(ye) 報國’的心願。”

  但等靜壓石墨的研發談何容易!等靜壓石墨生產(chan) 周期較長——大概在6個(ge) 半月至7個(ge) 月,生產(chan) 過程較複雜——有幾十道工藝控製點,通過創新以提質增量需要更多的耐心和投入。但初出茅廬的李虓並不膽怯,和其他研發人員一道,“立誌做一根‘杠杆’,去撬動我國整個(ge) 等靜壓石墨市場”,在大部分人並不知曉的領域坐著“冷板凳”,進行著日複一日的試驗……

  相似的故事,也在江蘇揚農(nong) 錦湖化工有限公司(以下簡稱“揚農(nong) 錦湖”)成立之初發生。

  揚農(nong) 錦湖位於(yu) 江蘇省揚州市,以環氧樹脂為(wei) 主營業(ye) 務。作為(wei) 一種新材料,環氧樹脂可以說是“十八般武藝樣樣精通”。不僅(jin) 能作為(wei) 黏接劑,應用在土木建築中,為(wei) 建築牢固性保駕護航,也因其特殊的物理特性和化學特性,成為(wei) 用於(yu) 風力發電的風車葉片、高爾夫球杆等的原材料。國外生產(chan) 廠家由於(yu) 起步早,形成先發的資金、技術優(you) 勢,占據了國際市場的絕大部分份額。

  而成立於(yu) 2008年的揚農(nong) 錦湖,起步階段還麵臨(lin) 著國內(nei) 同行激烈的競爭(zheng) 。“當時國內(nei) 相關(guan) 企業(ye) 大多數唯產(chan) 量為(wei) 王,市場充斥著大量同質化產(chan) 品。”揚農(nong) 錦湖技術總監楊穎向本報記者回憶道,“與(yu) 其他企業(ye) 相比,我們(men) 沒有技術優(you) 勢,企業(ye) 也長期處於(yu) 虧(kui) 損狀態。”

  痛定思痛後,揚農(nong) 錦湖成立了環氧樹脂新材料研發中心,走上了自主創新的道路。

  站穩腳跟,形成優(you) 勢

  企業(ye) 剛成立沒幾年,成都炭素就收到了研發成功帶來的回報。“那時,日本產(chan) 的直徑為(wei) 500mm的等靜壓石墨產(chan) 品在國內(nei) 要賣到25萬(wan) 元/噸。我們(men) 成功研製出直徑為(wei) 600mm規格產(chan) 品,直接把國外企業(ye) 同規格產(chan) 品從(cong) 25萬(wan) 元/噸降到15萬(wan) 元/噸,打破了國外產(chan) 品壟斷中國市場的局麵。”李虓向本報記者講述時,難掩自豪。

  不僅(jin) 滿足於(yu) 做“追趕者”,更要做“領跑者”。由於(yu) 光伏產(chan) 業(ye) 發展日新月異,光伏產(chan) 品性能的不斷提升對等靜壓石墨規格、質量提出了越來越高的要求,倒逼著等靜壓石墨生產(chan) 企業(ye) 不斷研發創新。成都碳素也麵臨(lin) 著“逆水行舟,不進則退”的情形:如果率先研發出大規格產(chan) 品,毫無疑問會(hui) 在等靜壓石墨市場中成功實現“彎道超車”,反之則將被市場無情淘汰。

  成都炭素笑到了最後。李虓介紹,2011年,成都炭素生產(chan) 出直徑為(wei) 930mm規格產(chan) 品;2019年,生產(chan) 出直徑為(wei) 1450mm規格產(chan) 品。如今,成都炭素生產(chan) 出的等靜壓石墨方形最大尺寸已達到2100mm!據了解,成都炭素自主研發生產(chan) 的等靜壓石墨質量好、規模大,不僅(jin) 成為(wei) 國內(nei) 光伏企業(ye) 的重要供貨商,產(chan) 品還遠銷歐美。

  在成都炭素業(ye) 務蒸蒸日上的同時,揚農(nong) 錦湖的創新之樹也結下了成熟的果實。

  “副反應是環氧樹脂生產(chan) 中最大的敵人。”楊穎介紹道,“環氧樹脂的生產(chan) 過程中有溶解、醚化、閉環反應等多道工序,不可避免地發生副反應,副反應會(hui) 導致環氧樹脂中的高分子含量增多,進而影響環氧樹脂的性能。如果在任何一道生產(chan) 工序中沒有控製好副反應,其他工序中所作的努力都會(hui) 付之東(dong) 流。”

  而在閉環反應中,勢必會(hui) 產(chan) 生高鹽廢水。高鹽廢水中含有大量有機物,不僅(jin) 會(hui) 誘發副反應,若肆意排放還會(hui) 對生態環境造成影響。如何控製高鹽廢水中的有機物?如何有效回收高鹽廢水以保護環境?這是擺在所有中國環氧樹脂從(cong) 業(ye) 者麵前的一道難題。

  相較於(yu) 在傳(chuan) 統的生產(chan) 工藝蒸發法中小修小補,揚農(nong) 錦湖選擇“不破不立”。“2012年開始,我們(men) 開發出了一套全新的物理、化學組合工藝,可有效降解高鹽廢水中的有機物,既減少生產(chan) 過程中的耗材、又提高了產(chan) 品性能,處理後的鹽水還可以繼續用於(yu) 環氧樹脂的生產(chan) ,成功實現了經濟效益和生態效益的結合。”楊穎說。

  技術創新,正是揚農(nong) 錦湖形成優(you) 勢、扭虧(kui) 為(wei) 盈的“催化劑”,也是揚農(nong) 錦湖雄心勃勃地向下一個(ge) 目標進軍(jun) 的底氣所在。

  堅持創新,拓展領域

  在記者和李虓的交談過程中,“自豪”成了高頻詞匯。這不是沒有理由:如今的成都炭素,早已深度融入中國光伏產(chan) 業(ye) 鏈。“我們(men) 的產(chan) 品在國內(nei) 光伏產(chan) 業(ye) 鏈中補上了一個(ge) 關(guan) 鍵短板,確保國內(nei) 光伏產(chan) 業(ye) 在這一環節不再受製於(yu) 人。”李虓說。

  “如今的中國光伏產(chan) 業(ye) 鏈,上遊、中遊、下遊生產(chan) 環節均已實現國產(chan) 化,放眼全球,我國產(chan) 業(ye) 鏈的完備程度、產(chan) 品配套程度、成本競爭(zheng) 優(you) 勢都是獨一無二的,我們(men) 從(cong) 業(ye) 者十分自豪。”李虓告訴記者。

  化自豪為(wei) 動力,成都炭素並不滿足於(yu) 眼前的成績,在穩住光伏產(chan) 業(ye) 基本盤的情況下,著眼布局新領域,瞄準了核電領域這座富礦。“目前中國第四代高溫氣冷堆核電站正在蓬勃發展,特殊型號的等靜壓石墨由於(yu) 隔熱和屏蔽輻射性能良好,成為(wei) 堆芯的絕佳原材料之一,這一技術必須要牢牢掌握在中國企業(ye) 手中。”李虓介紹道,“這對我們(men) 來說,既是機遇,又是挑戰。”

  揚農(nong) 錦湖也在加大研發投入、引進科研人才,以期在新的領域“厚積薄發”。楊穎介紹,目前揚農(nong) 錦湖正在研製特種環氧樹脂及固化劑,開發在航空航天、軍(jun) 工等高端應用領域特種複合材料、塗料及黏合劑等方麵的產(chan) 品或應用。並加快企業(ye) 在環境友好型塗料、5G材料、黏合劑、3D基材、光刻膠等領域的應用研究與(yu) 產(chan) 業(ye) 化步伐。

  此外,揚農(nong) 錦湖在綠色生產(chan) 上發力,減少生產(chan) 過程中對環境的影響。“推動國內(nei) 環氧樹脂產(chan) 業(ye) 向高端化、綠色化發展,是我們(men) 的目標。”楊穎表示。(趙 昊)

(責編: 李雨潼)

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