点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:这项技术提升超高分子量聚乙烯产能10倍以上
首页> 科技频道> 综合新闻 > 正文

这项技术提升超高分子量聚乙烯产能10倍以上

来源:科技日报2021-10-25 09:34

调查问题加载中,请稍候。
若长时间无响应,请刷新本页面

  说到超高分子量聚乙烯,相信这么专业、抽象的术语,很少有人知道它是做什么用的。实际上,它在我们的航空航天、国防军工、海洋工程、石油化工、医疗器械等领域发挥着举足轻重的作用。人工关节、电梯导轨、输油管道……这些材料都用到超高分子量聚乙烯。

  但一直以来,超高分子量聚乙烯制品的高效高品质制造都是世界性难题。中国工程院院士、华南理工大学教授瞿金平团队聚焦这一技术难题,通过不懈努力,自主研发出超高分子量聚乙烯制品短流程高效制造技术,突破产品大规模推广应用的技术壁垒,从而带动上下游全产业链技术升级。

  向世界难题发起技术攻关

  “超高分子量聚乙烯具备众多优异的性能,因为其分子量特别大,是普通聚乙烯的十倍甚至上百倍,用它制作制品稳定性好、耐磨损、耐腐蚀、耐冲击、防生物附着、生物相容性好,因而使用寿命长。”瞿金平团队成员、华南理工大学冯彦洪教授以人工关节为例介绍。

  人工关节置换是治疗因外伤、运动损伤、退变老化等原因导致的股骨头坏死、关节损伤等疾病的有效手段之一。因为进入人体内使用,人工关节对材料要求极其苛刻。“由于超高分子量聚乙烯的生物相容性好,耐磨损,是非常好的人工关节材料。”冯彦洪说,“但是,如果超高分子量聚乙烯人工关节的制造技术不过关,使用过程如发生材料颗粒脱落,会产生炎症,引起患者的不适。”

  令人遗憾的是,由于超高分子量聚乙烯的加工难度大,生产效率低,制作成本高昂,高效率高品质的制造成为一大技术难题,人工关节的材料与制品基本被国外垄断,价格昂贵。

  2016年,在国家重点研发计划项目支持下,瞿金平院士团队开始向超高分子量聚乙烯发起技术攻关。

  创新加工方式实现高效制造

  “我们最初设想采用拉伸流变加工技术,从改变加工方式入手解决超高分子量聚乙烯高效高品质制造的国际难题。”冯彦洪介绍,拉伸流变技术属于高分子材料加工方法的原始创新,由瞿金平院士在国际上率先提出并成功发明。

  瞿金平带领团队所取得的国际首创成果“体积拉伸流变塑化输运技术”,彻底颠覆传统高分子材料加工原理。与传统技术比较,新技术加工热机械历程缩短50%以上、能耗降低30%左右,对物料适应性广,加工制品的性能大幅提高,利于节约资源和保护环境。“剪切流变就像石磨磨细混合物料,过强的剪切会使高分子的大分子链断裂;而拉伸流变就像手擀面和面,通过反复的压缩、拉伸、折叠作用实现物料的混合,高分子的大分子链断裂很少,更适用于超高分子量聚乙烯等极端流变塑料的加工成型。”瞿金平介绍。

  “在此之上,我们可以高效、高质量生产出超高分子量聚乙烯系列制品,从而形成超高分子聚乙烯制品短流程高效制造技术,突破产品大规模推广应用的技术壁垒。”冯彦洪说。

  新技术生产效率提高10倍以上

  超高分子聚乙烯制品短流程高效制造技术是一个全新的技术,它以国际首创的基于拉伸流变的偏心转子加工方法代替了传统的基于剪切流变的螺杆加工方法,使高性能超高分子量聚乙烯的高效生产成为可能。

  新技术的出现,使极难加工的超高分子量聚乙烯生产效率提高10倍以上。“以管材为例生产,传统技术一般只能做到每小时4米,而新技术能够做到每小时40米以上,有效降低了产品库存和资金占用成本。”冯彦洪说。据介绍,新技术下生产的制品缺陷减少,制品性能显著提高;产品均匀性、稳定性也有所提升;而且可以高效率地生产分子量超过300万的制品,带动了高端应用市场的需求,有效推动超高分子量聚乙烯制品在石油化工、矿山疏浚、海洋工程、医疗器械等领域的大规模推广应用。

  新技术产生巨大的经济和社会效益。“该技术节能降耗,绿色环保,用其替代钢材,可减少相应钢材制造的排放。”冯彦洪表示,由于具有自主知识产权,破解了超高分子量聚乙烯高效高品质加工国际难题,助推了相关产业链技术水平跨越式发展。在高端应用领域替代进口制品,产生了显著的经济效益。

  去年5月,该技术相关知识产权以超2000万元的转让价格,在佛山顺利落地。目前,团队正致力于该技术在全国范围内的推广应用,以满足上游原材料研发、下游制品大规模应用的迫切需求,实现大范围的量产应用,带动全产业链的跨越式发展。(记者 叶 青)

[ 责编:赵宇豪 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • “冰城”百年老街的璀璨冬夜

  • 雪后探访东北虎

独家策划

推荐阅读
作为全国首个商业航天共性试验和科研生产基地,“北京火箭大街”项目由亦庄控股旗下城市更新公司投资、开发、运营管理
2026-01-13 17:38
力鸿一号遥一飞行器12日在酒泉卫星发射中心圆满完成亚轨道飞行试验任务,返回式载荷舱顺利着陆完成回收。本次飞行试验圆满完成返回式载荷舱的再入大气层返回减速与回收验证,
2026-01-13 03:35
从耳畔低语的智能伴侣,到街头无声行驶的自动驾驶车辆,科技正褪去冰冷外壳,融入人们日常生活。谷歌计划将AI技术嵌入人们日常依赖的应用Gmail内,让其帮助总结冗长的邮件,并撰写得体的回复。
2026-01-13 09:07
南极秦岭站附近,几只黑白分明、步履蹒跚的阿德利企鹅歪着头,打量着不远处向他们热情招手的中国考察队员。今年,中国第42次南极考察队又一次如约而至,继续开展对这些极地“原住民”的监测研究。
2026-01-13 09:06
滑动轴承被称为工业装备的“关节”,其性能直接决定了重型机械、精密机床、高效电机乃至风力发电机、高速列车等高端装备的可靠性、效率与寿命。
2026-01-13 09:06
数据显示,自港珠澳大桥珠海公路口岸开通以来,经港珠澳大桥边检站查验内地旅客数量已超过3938万人次,仅2025年就超过1257万人次,创历史新高。
2026-01-13 09:05
工信学堂致力于推动学生人工智能素养的全面提升,助力拔尖创新型人才培养,为我国未来工信科技人才队伍储备力量。
2026-01-12 15:41
在斯图尔特的农场,赞比亚大豆科技小院首席专家、吉林农业大学教授魏健疆手把手教会当地农户“作物—菌物—肥料”闭环生产。
2026-01-12 08:59
记者1月11日从国家数据局获悉,国家数据局将进一步研究借鉴其他领域登记制度的经验做法,不断吸收社会各界的意见建议,创新建立适应数据特点的登记制度,更好推进数据流通使用,释放数据要素价值。
2026-01-12 08:54
目前团队正牵头建设贵州省人工智能实验室,将吸引更多算力产业链上下游企业集聚贵州,助力数字经济高质量发展。
2026-01-12 08:53
为适配医保业务的新形势新要求,助力中医药产业高质量发展,近日,国家医保局修订中药饮片医保编码规则。这相当于给每一味中药饮片都配上了新的“医保身份证”。
2026-01-12 08:51
以大模型为代表的新一代人工智能技术,深度赋能医疗健康领域,在医学影像判读、疾病风险预警、辅助诊疗决策等领域展现出巨大潜力和应用价值,有力助推临床诊疗模式优化升级,
2026-01-12 03:05
这条光缆,打破了地理困局,让贵州算力真正具备了“走出去”的能力。光缆为算力的灵活调配贯通了“路”,“息壤”平台如同光缆上的“智能交通指挥中心”,将西部算力资源与东部算力需求精准匹配。
2026-01-12 08:53
8日,中国载人航天工程办公室发布2025年度《中国空间站科学研究与应用进展报告》。
2026-01-09 02:45
日前,生态环境部与国家统计局联合印发《关于发布2023年电力二氧化碳排放因子的公告》,以便于不同主体核算电力消费的二氧化碳排放量。
2026-01-09 02:45
近日,中国农业科学院农产品加工研究所联合国内外科研团队,系统揭示了小麦基因型、灌溉条件、储存方式及制粉工艺影响面团流变特性及产品质量的微观和介观机制。
2026-01-09 02:45
各地要强化标准牵引,结合相关部门人工智能终端智能化分级标准制定和产品智能化等级认定等情况,合理确定补贴品类。
2026-01-09 09:05
从中国机械工业联合会获悉,“十四五”时期是我国环保装备制造行业技术创新爆发期,产业链自主可控率超90%,核心专利数量全球第一,技术装备水平跃升,国际竞争力显著提升,国际市场占有率达23.1%。
2026-01-09 02:55
CES历来是观察前沿技术走向的重要窗口。今年,一个新词被频频提及——“物理人工智能(物理AI,Physical AI)”。
2026-01-08 18:29
加载更多