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突破聚丁烯新材料合成瓶頸——記山東省技術(shù)發(fā)明一等獎高等規(guī)聚丁烯系列材料制造與萬噸級產(chǎn)業(yè)化

文章來源：中化新網(wǎng) 更新時間：2025-07-25 15:35:11

近日，由青島科技大學(xué)、山東京博石油化工有限公司、黃河三角洲京博化工研究院有限公司等單位聯(lián)合開展的“基于產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)技術(shù)創(chuàng)新的高等規(guī)聚丁烯系列材料制造與萬噸級產(chǎn)業(yè)化”項目獲得山東省技術(shù)發(fā)明獎一等獎。該成果形成了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的聚丁烯合成與應(yīng)用技術(shù)，自主設(shè)計并建成了國內(nèi)首套萬噸級生產(chǎn)線，實現(xiàn)了聚丁烯系列材料國產(chǎn)化替代。

　　聚力攻堅瞄準(zhǔn)自主研發(fā)

　　高等規(guī)聚丁烯-1因具有耐高溫、耐熱蠕變、耐油等性能，是制備高溫、高應(yīng)力苛刻環(huán)境管道專用的關(guān)鍵基礎(chǔ)材料。一直以來，我國在聚丁烯領(lǐng)域的生產(chǎn)技術(shù)和工業(yè)產(chǎn)品依賴進口。隨著我國乙烯裝置和煉油裝置的迅猛發(fā)展，丁烯-1資源的綜合利用變得非常緊迫。因此，開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高等規(guī)聚丁烯-1的合成技術(shù)迫在眉睫。

　　自2005年起，山東省泰山學(xué)者特聘專家、山東省烯烴催化與聚合重點實驗室?guī)ь^人、青島科技大學(xué)高分子科學(xué)與工程學(xué)院賀愛華教授帶領(lǐng)團隊投身到這場科研攻堅戰(zhàn)中，他們瞄準(zhǔn)高等規(guī)聚丁烯合成關(guān)鍵技術(shù)難題，圍繞丁烯-1的高等規(guī)度與先進聚合工藝瓶頸，開啟了全流程創(chuàng)新性研究。

　　由于該領(lǐng)域的研究在國內(nèi)幾乎是一片空白，沒有經(jīng)驗可借鑒，部分工藝還缺乏數(shù)據(jù)支撐，團隊只能在黑暗中摸索前行。歷經(jīng)18年潛心研究和持續(xù)攻關(guān)，團隊終于開發(fā)出適用于高溫、高應(yīng)力苛刻環(huán)境下管道用聚丁烯及其聚合技術(shù)與聚合裝備，實現(xiàn)了高端聚烯烴管材專用料的原創(chuàng)性設(shè)計及關(guān)鍵核心技術(shù)突破。

　　全流程創(chuàng)新突破核心難題

　　據(jù)賀愛華介紹，團隊攻克了我國烯烴產(chǎn)業(yè)中催化、材料、工藝、工程化核心技術(shù)問題，構(gòu)建起完整的生產(chǎn)體系。

　　一是開發(fā)了丁烯-1本體聚合的高定向、高效催化劑體系。研究團隊闡明了外給電子體及助催化劑的結(jié)構(gòu)及電負性直接影響丁烯聚合活性及定向性的機制，提出了外給電子體、助催化劑有效提高丁烯聚合定向性的創(chuàng)新方案，提高丁烯聚合的催化活性及立構(gòu)規(guī)整性。

　　二是開發(fā)了聚丁烯的升級迭代新材料——聚丁烯合金新材料。研究團隊揭示了加速聚丁烯晶型轉(zhuǎn)變的內(nèi)在機制，建設(shè)了國際首套聚丁烯合金工業(yè)裝置，解決了成型周期長、晶型轉(zhuǎn)變慢等問題，實現(xiàn)管材的快速定型。

　　三是開發(fā)了原創(chuàng)性丁烯聚合新工藝，工序短，綠色節(jié)能。研究團隊首次提出合成高等規(guī)聚丁烯的本體聚合新工藝，實現(xiàn)丁烯-1的沉淀聚合及釜內(nèi)球形顆粒的形貌控制，解決了聚丁烯樹脂易溶解于單體、聚合物形態(tài)難以控制等工程問題，創(chuàng)新性開發(fā)了聚丁烯合金的先進制備工藝，實現(xiàn)材料結(jié)構(gòu)可調(diào)控，工藝綠色化。

　　四是開發(fā)了聚丁烯系列材料的工程化技術(shù)。研究團隊設(shè)計建設(shè)了國內(nèi)首套聚丁烯工業(yè)裝置，生產(chǎn)出指標(biāo)穩(wěn)定的聚丁烯。

　　目前，該項目獲授權(quán)中國發(fā)明專利37件，申請PCT專利1件，參與制定國家標(biāo)準(zhǔn)2項、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)1項。經(jīng)山東省技術(shù)成果鑒定：“該項目解決了聚合物發(fā)黏結(jié)塊問題，綜合技術(shù)處于國際領(lǐng)先水平。”此外，該項目還獲得第十八屆全國發(fā)明展覽會金獎和第七屆國際發(fā)明展覽會金獎。

　　產(chǎn)學(xué)研合作推動成果轉(zhuǎn)化

　　科研成果只有轉(zhuǎn)化為實際生產(chǎn)力，才能真正發(fā)揮其價值。賀愛華團隊積極與企業(yè)開展產(chǎn)學(xué)研合作，加速科研成果的產(chǎn)業(yè)化進程。

　　2012年，賀愛華團隊與山東東方宏業(yè)化工有限公司合作，建成國內(nèi)第一套萬噸級高等規(guī)聚丁烯工業(yè)生產(chǎn)線。生產(chǎn)線建成后，團隊成員長期駐扎在企業(yè)生產(chǎn)一線，與企業(yè)技術(shù)人員緊密合作，及時解決生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的各種問題，經(jīng)過2年多的努力，終于實現(xiàn)了高等規(guī)聚丁烯的規(guī)模化生產(chǎn)，產(chǎn)品質(zhì)量達到國際先進水平。

　　隨著市場對聚丁烯材料性能要求的不斷提高，賀愛華團隊又馬不停蹄地開展聚丁烯合金的研發(fā)工作。經(jīng)過無數(shù)次的試驗和改進，團隊成功發(fā)明了聚丁烯合金及其制備技術(shù)。2016年，他們設(shè)計并建設(shè)了世界首套聚丁烯合金的工業(yè)生產(chǎn)線，實現(xiàn)原創(chuàng)性聚丁烯合金的規(guī)模化生產(chǎn)。

　　目前，團隊正在圍繞聚丁烯系列材料的性能優(yōu)化、應(yīng)用拓展等方面開展深入研究。一方面，通過進一步改進催化劑和聚合工藝，提高聚丁烯材料的性能和生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本；另一方面，積極探索聚丁烯系列材料在新能源、航空航天等新興領(lǐng)域的應(yīng)用，為這些領(lǐng)域的發(fā)展提供創(chuàng)新性的材料解決方案。

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