高性能苯乙烯類熱塑性彈性體成套技術(shù)：實(shí)現(xiàn)中國制造
曾幾何時(shí)，業(yè)內(nèi)對(duì)含有增塑劑的彈性體憂心忡忡，因其不夠環(huán)保，還會(huì)對(duì)民眾身體健康造成傷害。在中石化巴陵石化公司、四川大學(xué)、北京化工大學(xué)、湖南百利工程科技股份有限公司等的聯(lián)合攻關(guān)下，歷時(shí)15年，我國終于開發(fā)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的SEBS工業(yè)化成套技術(shù)，使綠色環(huán)保的SEBS成為替代材料，提高了我國醫(yī)用、消費(fèi)類電子、日用品等與國計(jì)民生密切相關(guān)產(chǎn)業(yè)的核心競爭力。新一代高性能苯乙烯類熱塑性彈性體成套技術(shù)項(xiàng)目，也因此榮獲2014年度國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。
SEBS具有耐老化、安全無毒、綠色環(huán)保等特點(diǎn)，在業(yè)界有“橡膠黃金”之稱，主要用于藥物包裝、醫(yī)療輸液器具、大跨度潤滑油、食品包裝、電線電纜、密封材料、塑料改性、高等級(jí)瀝青改性及與人體接觸的彈性材料等領(lǐng)域。據(jù)該項(xiàng)目第一完成人、巴陵石化合成橡膠事業(yè)部橡塑中心副主任梁紅文介紹，在SEBS成功國產(chǎn)化前，其技術(shù)被美國和日本的兩家公司壟斷?！拔覀?cè)矫绹疾爝^，希望對(duì)方轉(zhuǎn)讓技術(shù)，但遭到拒絕。”梁紅文回憶。當(dāng)時(shí)這家公司只向巴西轉(zhuǎn)讓了低端SBS生產(chǎn)技術(shù)，僅軟件費(fèi)就高達(dá)2000萬美元。此后國內(nèi)曾有多家單位進(jìn)行SEBS小試研究，因在聚合物微觀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)控制和加氫技術(shù)方面未能取得突破，無法實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，導(dǎo)致SEBS進(jìn)口價(jià)格高達(dá)5萬～8萬元/噸，直接影響中國下游產(chǎn)業(yè)的競爭力。
1996年，項(xiàng)目組從零起步，開始SEBS前驅(qū)體合成技術(shù)及茂系催化加氫技術(shù)研究。1998年，項(xiàng)目組完成SEBS小試研究并通過中石化技術(shù)鑒定，2003年完成SEBS中試技術(shù)開發(fā)?！拔覀冎性嚦晒Φ南⒁粋鞒?，一家日本公司就主動(dòng)找我們尋求合作，共同推進(jìn)工業(yè)化，但我們沒有同意，我們想憑借自己的力量完成這一壯舉?！绷杭t文說。2006年3月，國內(nèi)具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的首套年產(chǎn)萬噸級(jí)SEBS工業(yè)化裝置在巴陵石化合成橡膠事業(yè)部投產(chǎn)，并先后完成線型、星型系列共11個(gè)牌號(hào)產(chǎn)品的工業(yè)試驗(yàn)，產(chǎn)品性能穩(wěn)定，得到用戶認(rèn)可，填補(bǔ)了國內(nèi)SEBS生產(chǎn)空白;2009年和2012年，巴陵石化SEBS年總產(chǎn)能分別擴(kuò)至2萬噸、4萬噸。
據(jù)梁紅文介紹，該項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了四大創(chuàng)新。
一是針對(duì)傳統(tǒng)SBS聚丁二烯鏈段1,2-結(jié)構(gòu)含量低、分布不均勻、不能作為SEBS前驅(qū)體的難題，確立了SEBS微觀結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)表征方法，建立了SEBS前驅(qū)體微觀結(jié)構(gòu)模型，發(fā)明了滿足不同性能要求的SEBS系列前驅(qū)體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法。
二是研究了烷基鋰引發(fā)劑與結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)劑絡(luò)合狀態(tài)對(duì)單體聚合速率和微觀結(jié)構(gòu)影響的規(guī)律，發(fā)明了SEBS系列前驅(qū)體結(jié)構(gòu)的合成控制方法，實(shí)現(xiàn)了前驅(qū)體分子結(jié)構(gòu)寬范圍的設(shè)計(jì)和精細(xì)穩(wěn)定控制，開發(fā)了星型、線型兩大系列共11個(gè)牌號(hào)產(chǎn)品。
三是揭示了茂金屬催化加氫機(jī)理，發(fā)明了一種茂金屬加氫新工藝，開發(fā)了高聚物中微量金屬離子高效脫除新技術(shù)，催化劑用量僅為鎳系加氫工藝的10%~15%，能耗物耗顯著降低，綠色環(huán)保，產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到醫(yī)療衛(wèi)生級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。
四是針對(duì)聚合釜高黏度物料傳質(zhì)、傳熱及加氫釜中高黏度物料氣-液傳質(zhì)、傳熱難題，開發(fā)了國際上最大的80立方米前驅(qū)體SEBS聚合釜和加氫釜，保證了生產(chǎn)高效、低成本和產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。在此基礎(chǔ)上，萬噸級(jí)茂系氫化SEBS成套技術(shù)形成。
項(xiàng)目實(shí)施期間，項(xiàng)目組發(fā)表論文38篇，獲14項(xiàng)中國發(fā)明專利，形成12項(xiàng)中石化專有技術(shù)。
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