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

  • 郑州:国际航空货运枢纽能级逐步提升

  • 平陆运河全线桥梁工程即将收官

独家策划

推荐阅读
人与自然和谐共生是中国式现代化的重要特征之一,守好碧海银滩,构建人海和谐的海洋生态环境是中国式现代化的题中应有之义。
2026-04-01 09:45
2021年长江十年禁渔实施以来,禁渔秩序总体平稳,退捕渔民生计有效保障,水生生物资源衰退趋势得到决定性扭转,长江水生生物完整性指数稳步提升,取得阶段性明显成效。
2026-04-01 09:44
“过去雷达网建设主要解决‘有没有’的问题,现在AI让这张网从‘能探测’升级为‘会思考’。”在张兴赢看来,“AI正在成为工程的‘第二大脑’。”
2026-04-01 09:43
硒是人体必需的微量矿质营养素。然而,我国约7亿人口存在硒摄入不足。
2026-04-01 09:42
强对流天气的形成是水汽条件、不稳定状态的大气层结构、地形等多种条件协同作用的结果,包括雷暴、短时强降水、大风、冰雹等天气现象,具有影响快、强度强、致灾性强的特点。
2026-04-01 09:39
3月30日,世界数据组织正式成立并落户北京,理事长由中国科学院院士谭铁牛担任。这不仅是对谭铁牛个人学术成就的认可,更是国际社会对中国数据发展和治理能力的充分肯定,是中国科学家提升全球科技治理话语权的生动缩影。
2026-03-31 10:23
教育部30日印发《校园食品安全“十必须”》《学校食堂工作人员“十不准”》,进一步筑牢校园食品安全防线,明确中小学、幼儿园食堂不得制售冷荤类食品、生食类食品、冷加工糕点,不得加工制作四季豆、鲜黄花菜、野生蘑菇、发芽土豆等高风险食品。
2026-03-31 10:22
30日19时00分,力箭二号遥一运载火箭在东风商业航天创新试验区发射升空,将搭载的新征程01卫星、轻舟初样试飞船和天视卫星01星顺利送入预定轨道,发射任务取得圆满成功。
2026-03-31 10:17
从政策精准发力到科技赋能支撑,从风险保障兜底到绿色理念引领,每一分努力都在为全年粮食丰收积蓄力量。
2026-03-31 10:11
交通运输部、工业和信息化部、国务院国资委、市场监管总局近日联合印发《智能航运2030行动计划》,明确“十五五”期间我国智能航运发展的总体要求、重点任务和保障措施。
2026-03-31 10:10
新当选的首届理事会召开第一次会议,选举产生组织负责人,审议通过组织重要制度和规定,标志着世界数据组织完成组建将正式投入运行。
2026-03-30 14:22
截至目前,河南5300万亩高标准农田配套了数字设施,无人机飞防作业面积突破4000万亩次,AI预判让春管从“盲目应对”转向“精准发力”。在陇原大地甘肃,AI预判延伸至春耕全链条,从良种布局到苗期管护已实现全程可控。
2026-03-30 09:38
3月27日,在北京国际科幻与未来产业博览会上,他山公司的人形机器人在展示原子动作数据采集平台精细操作场景。
2026-03-30 09:35
29日,中国科学技术发展战略研究院在2026中关村论坛年会上发布《国家创新指数报告2025》,从创新资源、知识创造、企业创新、创新绩效、创新治理5个方面构建指标体系,对世界60个国家创新能力开展评价。
2026-03-30 09:32
从供给侧层面来看,主产区作物长势稳健,设施化种植规模持续扩大,春菜上市更早、供给周期更长,市场有效供给能力稳步提升。
2026-03-30 09:31
正值插秧季节,往年这时候,田里到处都“插”满了人。现在,记者在云南红河州元阳县马街乡三合寨村看到:插秧的人不见了,山脚的大块田里,“大铁牛”(插秧机)“突突突”;而在山顶的小块田里,“小铁牛”往来穿梭。正在指导春耕生产的县农机管理站站长黄冲向记者介绍:“云南的耕地,多以山地为主。
2026-03-30 09:30
实际上本轮废旧手机回收价格上涨并非全品类普涨,不同品牌、型号、配置的废旧手机,涨幅存在显著差异。
2026-03-27 10:14
在博鳌亚洲论坛2026年年会上,一位特殊的嘉宾吸引了大家的目光——博鳌亚洲论坛史上首位数字人嘉宾ViviDora正式亮相。3月25日在博鳌亚洲论坛“人形机器人的进阶与飞跃”分论坛上拍摄的机器人。
2026-03-27 09:25
这些年,中国科技产出持续攀升——高被引论文数全球占比超30%,专利授权量连年位居世界第一。在技术经理人的“撮合”下,马鹏程团队成功在新疆、陕西、宁夏、内蒙古等地的煤化工企业完成前期中试。
2026-03-27 09:23
时间回到10年前,2016年11月15日凌晨3点,中国科学院青年创新促进会学术年会的酒店房间里,武延军与计算所研究员包云岗靠在各自的床头,越聊越兴奋。编译工具链、操作系统内核及关键基础组件等基础软件的适配,是指令集架构的生态底座,它们是所有硬件和应用软件绕不开的“基础设施”。
2026-03-27 09:35
加载更多