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

  • “月季花环”扮靓初夏北京

  • 宁夏贺兰:冷凉蔬菜迎丰收

独家策划

推荐阅读
从日前闭幕的第九届数字中国建设峰会可以看出,我国人工智能技术已迈过能聊天、拼参数的初级阶段,进入会干活、有价值的跃升期。好用,既是用户体验的直观标尺,也是我国人工智能从技术跟跑到创新引领、从规模扩张转向质量提升的关键抓手。
2026-05-08 09:14
4月23日,100多家仪器企业带着自己的拳头产品,参加第十九届中国科学仪器发展年会。一个是以技术创新切入的初创企业,一个是深耕多年的国产老牌厂商,纳析科技和海能技术的实践,正是国产科学仪器企业不断向上突破的缩影。
2026-05-08 09:14
记者日前从中国科学技术大学获悉:近日,该校郭光灿院士团队在实用化量子密钥分发研究方面取得重要进展。团队突破量子态制备和单光子探测技术在高速、高信噪比和集成度方面相互制约的难题,首次利用半导体单光子探测器,实现了超越超导探测系统的安全密钥率纪录。
2026-05-08 09:13
由该校基础医学院教授侯宇领衔的研究团队,首次破解多聚蛋白1在白血病干细胞中驱动免疫逃逸与自我更新的全新机制,
2026-05-08 04:35
这还是那个荒凉的沙漠吗?晴空丽日,10万株玫瑰竞相绽放,花瓣层层叠叠,点缀在沙海边缘。微风拂过,淡淡花香扑面而来……
2026-05-08 04:35
儿童科学本质教育在科学教育中有着举足轻重的作用,发展科学本质观是科学教育的核心目标之一。
2026-05-07 05:35
面对现实世界中日益复杂的预测需求,科研人员围绕大模型预测技术,走出了两大核心主线、四种具体技术路径。
2026-05-07 05:35
人工智能是德国提升国家科技创新能力、竞逐全球科技产业高点的关键领域。
2026-05-07 05:35
该校邢立达课题组与河北省区域地质调查院合作,对河北宣化土城子组两个新的恐龙足迹点展开研究,记录下该地层迄今最慢的兽脚类恐龙行迹,
2026-05-07 06:00
大型体育赛事最令人头痛的当属“最后一公里”:车停到哪里最方便?从哪个入口进场最快捷?如今,这一状况正在改变。
2026-05-07 06:00
在刚刚过去的“五一”假期,“科技游”成为了众多游客的选择。辽宁沈阳航空科技馆则以大量模拟试飞游戏,让孩子们在玩乐中感知复杂的航空技术原理。当技术赋能的展陈体验成为标配,制度与运营模式的创新则为科技馆开辟了新的增长空间。
2026-05-06 09:13
光明日报西安5月5日电 记者李洁、张哲浩5日从中国科学院地球环境研究所获悉,该所联合国内外多家科研机构进行系统研究,提出土壤温度变化是东亚新石器时代粟作农业时空演化的重要调控因素。
2026-05-06 09:10
”日前,中国科学院院士、国家卫生健康委副主任曾益新在“高原重大心肺脑疾病预警关键技术与防治策略研究”项目启动会上表示。曾益新表示,该项目聚焦发病机制、易感人群识别、精准干预、治疗方案四大核心方向,其中发病机制研究是所有工作的基础。
2026-05-06 09:09
为此研究团队开发出纳米高熵陶瓷涂层,集防结焦、耐高温腐蚀、高导热于一体,还能降低煤耗。基于光谱学科基础,研究团队把“吸热”的思路反过来,开发了辐射制冷涂层。以吸热器表面的高温太阳能吸热材料为例,这种关键光学材料一旦断供,国内光热电站将陷入被动。
2026-05-06 09:08
联合国教科文组织5日发布《量子时刻:国际量子科学技术年成果全球报告》,首次对2025年国际量子科学技术年进行了全面评估。
2026-05-06 09:01
董耀会的理想是在全国的长城沿线开发出一万个村,把长城沿线的优质农产品卖到世界各地。
2026-05-02 08:15
习近平总书记强调,要以更大力度、更实举措加强基础研究,提升我国原始创新能力,进一步打牢科技强国建设根基。
2026-05-01 18:40
加强基础研究,建设科技强国的必由之路。
2026-04-30 16:22
“AI投毒”“控评”“互踩”“人肉”“开盒”“算法黑箱”……AI时代,面对这些媒介乱象,该如何约束?
2026-04-30 09:02
近日,国家市场监管总局与教育部联合发布全国首批“专业与标准化教育融合试点单位”名单,位于江苏苏州太仓市的苏州健雄职业技术学院入选。如今,苏州健雄职业技术学院立足太仓“德企之乡”的实际需求,建校20余年来为太仓560余家德企直接输送技能人才或提供相关培训。
2026-04-30 08:59
加载更多