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蹇锡高院士:开拓创新 迈向科技强国

2016-07-12 16:19:58
作者:王元
来源:中国腐蚀与防护网

会议期间,中国腐蚀与防护网记者有幸采访到中国高分子材料领域的工程院院士传奇人物蹇锡高院士教授,领略到中国高分子材料的发展前沿,对这位第44届日内瓦国际发明展展会特别嘉许金奖获得者、从事高分子材料科学研究近50年的科学家由衷地敬佩!

    材料是所有科学技术的载体,材料科学已成为当今世界上最热门的前沿学科之一。材料主要为三大类:金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料。“十三五”规划显示,高分子材料作为新兴产业重要组成部分纳入到国家战略性新兴产业发展规划,并拟列入国家重点专项规划,从政策层面为高分子材料行业发展提供了有力的保障。中国现在的材料研究已经位于世界前列,特别是高分子的研究领域,尤其是新材料的综合研究能力,排名世界前五。

 

    2016年6月24日,由中国工程院“海洋工程中关键材料发展战略研究”重点咨询项目组发起“中国海洋材料产业技术创新联盟”成立大会在武汉洪山宾馆隆重召开,会议期间,中国腐蚀与防护网记者有幸采访到中国高分子材料领域的中国工程院院士蹇锡高教授,对这位从事高分子材料科学研究近50年的科学家由衷地敬佩!

 

    蹇锡高院士,现任辽宁省高性能树脂工程技术研究中心主任、大连理工大学高分子研究所所长、教授,在高性能工程塑料、耐高温高效分离膜、高性能树脂基复合材料、耐高温特种绝缘材料等领域取得了诸多创新型成果,为我国高分子材料的发展做出了重要贡献。

 

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    蹇锡高院士

 

    潜心科研数十载  硕果累累报祖国

 

    随着尖端科学技术的发展,高速飞行、火箭、宇宙航行、无线电、工程技术等的飞跃,对高分子材料的耐热性提出了越来越高的要求。研发耐热等级更高又可溶解的新型高性能工程塑料已成为科学界和工程界都十分关注的热点问题。

 

    蹇院士表示,轻质高强树脂基复合材料是航空飞行器、车辆、舰船等领域轻量化、远航程、节能的关键材料。与传统热固性树脂基复合材料相比,热塑性树脂基复合材料具有优异韧性,抗损伤容限高,可循环使用,环保,但其实际应用比例不到热固性树脂基复合材料总量的10%。树脂基体的高韧性和高模量是提高其复合材料韧性和抗压强度的基础。他们的研究团队从分子结构设计出发,研制成功耐高温可溶解的杂环聚芳醚高性能树脂,进而研制成功高性能树脂复合材料。该类复合材料材料表现出优异的高温力学性能,尺寸稳定性好,耐腐蚀、耐辐照性能优异,在高温、极限恶劣环境下应用极具优势。

 

    蹇院士回忆道,做科研的最基本的原则应记住八个字:持之以恒、自主创新。自1990年回国后,他一直瞄准高分子材料的科技前沿,怀着一往无前的勇气和决心,坚守在高性能工程塑料的科研阵地。在此之前,对国家重大工程领域及国防安全有重要保障作用的高性能工程塑料一直受到发达国家垄断,并且对我国是保持禁运的状态。他带着一腔报效祖国的爱国热忱,带领科研团队,反复探索、实验,废寝忘食,在国家科技攻关、十五“863”计划以及省市项目的支持下,从分子结构设计出发,将全芳环、扭曲非共平面的二氮杂萘酮联苯结构成功引入到聚芳醚分子主链,并通过相应聚合工艺技术攻关,攻克了多项关键技术,研制成功结构全新、综合性能优异、耐高温可溶解的杂萘联苯型高性能工程塑料,解决了传统高性能工程塑料不能兼具耐高温可溶解的技术难题。

 

    2003年,他带领团队完成了“含二氮杂萘酮联苯结构新型聚醚砜酮(PPESK)及其制备法”,该项研究成果打破了西方国家在高性能工程塑料领域的技术上和材料上的长期垄断地位。这一创新成果是目前耐热等级最高的可溶性聚芳醚新品种,加工方式多样,性价比优。经专家鉴定,确认为“国际首创,是一项具有原始创新性的达到国际领先水平的科研成果”,已实现产业化。此后,获得2011年度国家技术发明二等奖的“杂萘联苯聚醚腈砜系列高性能树脂及其应用新技术”,这是对2003年获奖成果的提升,不但耐热温度上有显著提高,而且应用领域更广。

 

    今年的第44届日内瓦国际发明展上,由蹇锡高院士团队的专利项目“含二氮杂萘酮联苯结构聚芳醚腈砜及其制备法”凭借成果的创新性和显著的产业化应用获得展会评判特别嘉许金奖。

 

    蹇院士表示,“含二氮杂萘酮联苯结构聚芳醚腈砜及其制备法”针对传统聚芳醚腈不能兼具耐高温可溶解、传统聚芳醚腈聚合工艺得不到高分子量、窄分布产品的技术难题,发明了一种既耐高温又可溶解的含二氮杂萘酮联苯结构聚芳醚腈砜,兼顾高强高韧、低成本及易加工的优势。以该专利为核心研制成功的航天用耐高温隔热涂料等创新成果打破了国外技术垄断,解决了相关行业领域的技术瓶颈,实现了产业化,促进了相关领域的技术升级换代,已累计实现销售收入超过60亿元。该系列高性能树脂及其深加工产品广泛应用于航空航天、电子电气、核能、石油化工等领域,推动我国高性能工程塑料及相关产业的发展。

 

    蹇院士自豪地说:“我们的产品不仅耐热、高强度、绝缘性能好,还有国外相同产品不可比的可溶性。不仅在高精端领域应用,还可广泛推广到众多的民用领域。所以,我们敢向ICI英国帝国化学公司、德国巴斯福公司、美国通用电气公司和杜邦公司等国际老牌大公司的同类产品挑战,我们的聚醚醚酮材料、绝缘材料、涂料等都是最好的,分子结构最稳定,价格最便宜。看到自己多年的科研心血终于化作能为人类和社会进步有所帮助的技术成果,这比拿几座奖杯都更加有成就感。为祖国发展解决科研难题是我们的责任,也是我们的自豪!”

 

    开拓创新  走向科技最前沿

 

    蹇院士表示高性能工程塑料具有耐高温、高强度、高绝缘、耐辐照等优异综合性能,属于战略性新材料。有机高分子材料很大特点是它耐腐蚀,尤其稳定性很好。该系列新型高性能树脂已经成功应用于耐高温高效功能膜(包括燃料电池质子交换膜、液流电池离子膜等)、高性能热塑性树脂基复合材料、耐高温耐强腐蚀绝缘材料、耐高温涂料等领域。最新研究进展如下:

 

    (一)、高性能热塑性树脂基复合材料

 

    该系列高性能树脂具有优异的耐高温可溶解的性能,是先进树脂基复合材料的最佳基体树脂。已开发成功耐高温自润滑耐磨复合材料,其摩擦系数与PTFE相当,但磨损系数降低一个数量级,已应用于各种密封件、摩擦件,如已应用于中国核动力二院的贯穿件产品,并通过国防科工委的鉴定验收,其耐高温、高强度、高绝缘、耐辐照的优异综合性能得到用户高度评价。开发成功一种可注射的短玻纤增强复合材料,其150℃拉伸强度在105MPa以上,远高于同类PEEK复合材料,已得到国际著名汽车零配件厂商德国BOSCH公司全面测试确认。研究成功多种连续碳纤维增强复合材料,其损伤容限宽,韧性好,性能远优于热固性树脂基复合材料,其250℃高温力学性能保持率高于70%。

 

    (二)、耐高温、耐辐照绝缘材料及涂料

 

    以高性能杂萘联苯聚芳醚类树脂为基体原料配置而成的高性能耐辐照、耐高温绝缘漆、膜及涂料具有优异的综合性能,可在350℃下长期使用,可在500℃短期使用,耐热性能高于目前报道的绝缘漆,尤其是湿热性能优于目前见诸报道的多种聚酰亚胺类耐高温绝缘漆。以PPENS为基料开发成功油田用加热电缆,可在250℃、2500V电压下长期工作,经盘锦油田等应用考核,确认比钢铠电缆更安全可靠,性价比高,满足用户要求。开发成功350℃长期使用的PPENK/PPEK绝缘膜、绝缘漆及漆包线,在大功率电机、干式变压器、深井潜水泵、飞机等领域推广应用。

 

    (三)、耐高温高效功能膜

 

    以PPESK为膜材料开发的耐高温高效分离膜经中科院大化所膜技术国家工程研究中心测试,确认其性能优于进口聚砜膜,性价比高,可广泛用于气体分离、工业废水处理等领域。以改性新型杂环高性能树脂为膜材料开发的离子膜可应用于燃料电池用质子交换膜、储能电池离子膜、海水淡化等领域,经国际著名功能膜制造商德国FUMA公司长期应用考核,确认其综合性能优于传统产品。

 

    含二氮杂萘酮联苯结构的高性能树脂是极具市场潜力的特种工程塑料,其深入的研究工作正在进行。

 

    未来科研  百尺竿头更进一步

 

    蹇院士表示现在他们团队研制的新型杂环高性能工程塑料及其深加工产品,已在航空航天、核能、电子电气、精密机械、石油化工、汽车运输等领域已得到广泛应用。下一步,他们一方面会继续从分子结构设计角度,开发耐热等级更高的高性能工程塑料品种,另一方面,将现有产品推广应用到更多领域。不久的将来,高性能工程塑料将在高速飞行器上使用量越来越大,成为高速飞行器实现轻量化、远航程、节能的重要材料,同时还将推广到更多的民用领域,甚至推广应用于骨移植材料等医用领域,为促进相关行业升级换代做出更大贡献。

 

    产研结合  服务国家建设

 

    结合实际生产搞科研是蹇锡高的准则。他不赞成从纸面到纸面的科研工作,也不单纯追求填补空白,而是更注重科研成果为国家建设服务。目前,他们开发的多项技术和产品已经实现了产业化,促进了相关领域产品技术升级换代,推动了我国高性能工程塑料及相关产业的发展,其深加工产品已广泛应用于航空航天、电子电气、核能、石油化工等领域,甚至还远销欧洲、美国、韩国、日本等国家和地区。

 

    蹇院士说:“我是90年回国,自90年至今,26年来一直从事高分子材料领域的科学研究,从未改变过科研方向。我也经常告诉我的学生,人生道路会遇到很多的困难,但贵在坚持和克服。科研工作也一样,要做好科研工作要做到四点:首先是要兴趣,兴趣是坚持的动力,是创新的源泉。干你想干的事业并全新全意把他做好。其次做科研工作需要目标明确。有目标才会有攻克的方向,才能明确要解决问题的关键,并且朝着这个方向去努力。再就是做任何科研工作都需要有坚持不懈的精神。一般来说,真正有成就的人,是耐得住寂寞的,不怕困难、坚持不懈地去解决问题才能取得成功。最后,也是最重要的一点,做科研工作要坚持自主创新,注重实际应用效果。我比较不赞成纸上谈兵,搞工程技术应用研究的人,发表理论研究固然重要,但更多的应多注重理论与实践结合,关注科研的实际应用效果。”

 

    后记:科研之路漫漫,唯无言坚持与奋力拼搏相伴!为了我们伟大祖国的繁荣富强,为了民族工业的强盛,为了造福社会、惠及国家经济发展。科研工作者们,大家行动起来,结合实际、开拓创新、努力拼搏吧!

 

    人物简介

 

    蹇锡高,男,1946年1月出生,中国工程院院士,有机高分子材料专家,大连理工大学教授,高分子材料研究所所长,辽宁省高性能树脂工程技术研究中心主任。1969年毕业于大连理工大学高分子化工专业,1988.2-1990.12在加拿大McGill大学高分子化学,访问学者,1994年被评为国家级有突出贡献的中青年专家、“辽宁省优秀专家”等荣誉称号,并荣获国务院发展教育突出贡献奖,享受国务院政府特殊津贴。兼任《中国材料进展》副理事长、中国塑料加工工业协会专家委员会委员、中国新材料技术协会名誉会长等职。长期从事高分子材料合成、改性及其加工应用新技术研究。在高性能工程塑料、高性能树脂基复合材料、耐高温特种绝缘材料、涂料、耐高温高效功能膜等领域做出了重大创造性成就和贡献。先后主持完成国家重点科技攻关、“863”、军工配套、973项目子课题、国家自然科学基金、科技部创新基金、火炬计划、振兴东北老工业基地项目、省市重大科技攻关及产业化项目等30余项。研制成功结构全新的系列新型杂环高性能工程塑料,既耐高温又可溶解,解决了传统高聚物不能兼具耐高温和可溶解的技术难题,综合性能优异,成本低,属国际首创、原始创新,处于国际领先水平,已广泛应用于航空航天、核能、电子电气、石油化工、精密机械、环保等领域。获2003年度国家技术发明二等奖、2011年国家技术发明二等奖、2002年辽宁省科技发明一等奖等诸多奖项在内的十项省部级以上科技奖励。获16项发明专利,2项专利被评为世界华人重大科技成果, 12项技术已产业化。发表SCI论文244篇,其中影响因子大于3的80余篇,被Chemical Reviews(IF40)、Progress in Polymer Science(IF 24)等期刊他引3000余次。培养博士76名、博士后和访问学者6名。获国防军工协作配套先进工作者、省优秀专家等称号。

 

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