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聚合物釜式超临界发泡技术实现国产化突破

时间:2026-08-15 19:59
青岛科技大学张振秀团队突破国外垄断,开发出“工艺—装备—材料”三位一体的超临界发泡技术,实现国际领先。独创“小胚发大胚”工艺,配合高压氮气循环系统,泄压速率提升6倍,温控精度±1℃。通过多级网络结构调控攻克特种橡胶超低密度发泡难题,成果已规模化应用,近三年新增销售额超21亿元。

先给出一个关键判断:在弹性体高端发泡领域,中国如今终于不再是过去那个只能跟随学习、采购整套国外设备的角色,而是开始站上自主创新与技术引领的位置。

青岛科技大学张振秀教授团队研发出一套“工艺—装备—材料”三位一体的绿色发泡技术体系,直接打破了国外长期形成的双重技术垄断。经中国化工学会组织的权威评价会认定,其关键技术与产品性能均达到国际领先水平。这不是“国内首创”或“填补空白”式的模糊表述,而是真正意义上的国际领先,体现出中国在聚合物发泡、弹性体发泡成型等高端制造领域的实质性突破。

聚合物釜式超临界发泡技术突破国外垄断

再看技术本身。所谓超临界发泡,听上去专业,其实它是制造高端轻质、高回弹弹性材料的核心工艺之一。长期以来,传统珠粒发泡工艺一直受到国外专利限制,如果企业想生产超低密度、复杂形状的弹性体制品,往往会面临明显的技术壁垒,产业发展空间也因此受到制约。

张振秀团队给出的解决方案非常有创新性。他们突破常规思路,原创性提出了“小胚发大胚”工艺。简单来说,就是先制备尺寸较小的预成型胚料,再将其放入专用高压釜中,在超临界流体作用下,使胚料像充气一样实现均匀膨胀,最终形成大尺寸制品。与此同时,团队还为这项超临界发泡技术配套开发了高压氮气循环回用系统,氮气回收率超过90%。这样不仅成功制备出超低密度发泡产品,也同步实现了节能环保和绿色制造,兼顾性能与可持续发展。

工艺有了,装备能否实现产业化落地,才是真正难啃的“硬骨头”。为此,团队自主研制了卡箍式快开全自动超临界发泡成型釜,系统解决了高温高压条件下的密封难题、温压控制精度不足以及设备运行效率偏低等关键问题。其中最亮眼的指标是泄压速率,较国际先进水平提升了6倍,同时釜内温控精度达到±1℃。这些数据背后意味着,中国高端发泡装备已不必再依赖高价进口,国产化替代能力已经具备支撑万吨级绿色规模化生产的实力。

不过,真正决定技术上限的,仍然是材料本身。以特种橡胶为代表的弹性体材料,其分子链结构天然较难调控,在发泡过程中极易出现泡孔塌陷、表面粗糙等问题。针对这一行业痛点,团队从分子结构源头入手,建立了一套多级网络结构调控方法。打个形象的比方,就是先在橡胶分子链之间搭建灵活的“小桥”和具有延展性的网络,再进一步进行强化构筑。这样一来,材料在发泡膨胀过程中既能被有效拉伸,又不容易断裂或坍塌,发泡温度窗口也因此显著拓宽,长期困扰行业的特种橡胶超低密度发泡技术瓶颈被成功攻克。

判断一项技术突破是否真正成功,最终标准并不是发表了多少论文,而是能否在工厂中稳定运行并形成产业价值。从当前应用情况来看,这项成果已经在多家企业实现规模化落地。近三年,相关技术已为合作企业累计新增销售额超过21亿元,新增利润超过3亿元。同时,团队还取得了38项授权发明专利,其中包括4项日本专利,并发表51篇学术论文。这套完整的自主知识产权体系,充分体现了其技术成果转化能力和产业竞争力。

归根结底,这不仅是一次单点技术突破,更是一场从发泡工艺、核心装备到高性能材料的系统性突围。对于整个弹性体高端发泡行业、聚合物超临界发泡技术发展以及国产高端发泡装备升级而言,行业格局正在被重新定义,中国方案也正展现出越来越强的国际影响力。

来源:https://www.163.com/dy/article/KUG6OJ4M0514R9OJ.html
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