一、集体简介
高分子材料研究所隶属于材料科学与工程学院,多年来在老师们的辛勤努力下已经逐步凝聚形成三大科研团队和方向:以朱波教授、王成国教授为学术带头人的山东大学碳纤维团队;以周传健教授为学术带头人的有机硅团队;以贾玉玺教授为学术带头人的仿真优化和智能检测方向。
高分子材料研究所的老师们以教书育人、科技创新为己任,不断奋进。在朱波所长和王延相书记带领下,技术团队面向国家重大需求和市场需求,以学校教师及硕、博研究生为创新主体,以工程化人员为创新验证主体,以多家合作单位为产业化实施主体,开展高分子材料制品的前瞻性、战略性应用研究和产品开发,促进相关技术成果转化,建立了服务于实践的正向研发模式。主持完成了多项国家“863”、“973”课题和重大军工及国际合作等国家及省部级课题,与企业合作横向课题百余项。为数十家企业提供着技术支撑、人才培养和研发任务。数十项科研成果在民用领域、军用领域、生物材料及其相关生物学和医学领域都进行了广泛而深入地研究,成功实施了产业转化,多项成果处于国内外一流水平,部分技术成果填补国内空白、打破国际垄断、达到国际领先水平,在国内外形成了较大的学术影响。
二、主要事迹
始终坚持以政治建设为统领,推动团队高质量发展
技术团队积极学习贯彻习近平新时代中国特色社会主义思想,凝心聚力、笃定实干,深入思考新一轮科技体制改革带给碳纤维产业的机遇和挑战,深入思考党提出的新要求新期待,领会落实党的历次全会精神,积极参加党委组织的主题教育学习交流,不断提升政治素养和自身修养。
团队始终坚持以政治建设为统领、以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导、全面谋划和系统推进党建工作,始终以加强思想引领为根本,以学生为中心,构建师生党支部融合机制,通过“红色观影”、“红色视听”、“红色研学”等活动,构建创新多元的导学互动场景,切实提高团队及学生思想政治教育质量。
通过高标准要求,高强度推动,高规格组织,用党的创新理论凝心铸魂、落实立德树人根本任务,推动团队高质量发展。
注重复合型人才团队和平台建设,老中青传帮带,薪火相传
三十多年来,一代又一代的碳纤维人薪火相传,持续奋斗!碳纤维中心在历任负责人的带领下,依托团队开放、流动、共享的学科交叉平台,通过项目开展与人才培养相结合的模式,形成了120余人规模的交叉学科研究队伍,涉及高分子材料、复合材料、材料物理与化学、材料加工、热处理、机械设计、有限元分析和计算机控制等多门学科是目前国内碳纤维领域的主要研发团队之一,也是目前规模最大的研发团队。同时,依托团队优质资源,通过同等学力硕士培养、成人继续教育等项目,培养应用型、复合型、技术技能型人才,高效率完成人才梯队建设。
加强政校企合作,推动创新平台建设。
技术团队积极开展“官产学研用”发展模式,先后在威海、青岛、齐河、济宁等地因地制宜搭建多个产学研合作平台,加强产业园区建设,积极践行山东大学服务山东战略,其中在齐河已经培植起以三维编织、热塑性碳纤维预浸织物产业项目等为代表的碳纤维新材料产业集群;在威海,主要是加强航天航空碳纤维及复合材料的研究,威海碳纤维产业已形成“装备制造—原丝—碳纤维—织物—预浸料—碳纤维制品—检测分析”全产业链;在青岛,我们与当地政府合作对海洋用碳纤维复合材料进行综合开发,开发的AUV智慧壳体已经实现在水下潜航器中的应用,已完成水下1500米航行验证;在济宁,依托山东省先进碳材料工程技术研究院这一创新平台,积极服务属地企业,先后与益大新材、红润电碳等企业开展技术合作。
积极与开泰石化、济南永信、上海电气等龙头企业共建工程技术研究院,带动当地产业聚集,为企业提供技术支撑、培养专业技术人才。截止目前,技术团队为企业解决关键技术四十余项,数十项科研成果在电力输送、油田开采、汽车制造、警用防护等诸多领域成功实施产业化,为国产碳纤维及复合材料制品开发应用作出了卓越贡献,帮助企业新增产值近40亿元;与山东特检集团及威海拓展公司合作共建“山东省碳纤维复合材料制品标准化技术委员会”,为碳纤维及复合材料行业提供标准化指导和服务。
“十四五”新起点,团队将凝心聚力,攻坚克难,为社会多培养栋梁才,为我国经济发展作出更大贡献!
三十年磨一剑,用产品赢得行业尊重
面对国产碳纤维产业相对落后的局面,团队成员依托自身优势,本着敢为人先,开拓创新的原则,以多家合作单位为产业化实施主体,以国家重大需求为导向,开展碳纤维及复合材料制品的前瞻性、战略性应用研究,促进相关技术成果转化,实施服务社会的正向研发模式。
1.打破国际封锁,服务能源领域,原创性成果丰硕
以能源开发工业用碳纤维复材制件成型共性关键技术为突破口,创造新工艺路线,解决了产业化生产过程质量稳定可控、制品标准化、智能化等关键技术问题。项目研究通过技术开拓带动产业发展的模式,深化产业上游原材料及下游制品应用技术的配套开发,成功开发了风力发电、电力传输、油气井勘探、石油开采等领域的15个系列的应用产品技术。开发的碳纤维电力领域系列产品技术,成功实现在电力传输、风电加强筋板、光伏柔性缆等电力领域的应用技术,产品部分性能指标方面已超越该美国公司的产品;2009年1月8日,山大碳纤维中心研发的碳芯导线在北京500KV超高压线路挂网,开始批量投入使用,获得行业高度认可,与此同时,山大碳纤维中心还参与到碳芯导线国家标准的制定及推广中。国内六家知名企业先后就碳芯导线与山大碳纤维中心展开推广应用,通过国家电网、南方电网等电网公司的大力推广,累计挂网运行超过2万公里,全套技术拥有自主知识产权,获省部级科技进步一等奖4项,综合水平国际领先,产值过三十亿元。
2.筚路蓝缕,历时18年精心研发水相沉淀聚合两步法干喷湿纺技术
山大碳纤维是第一批承担国家碳纤维科技专项的技术团队,已承担了国家“863”项目5项、“973”课题3项,国家自然科学基金课题9项,科技部国际合作项目1项,航天、军工专项2项,山东省科技厅、河北省科技厅课题、江苏省科技厅多项,与台湾台塑集团等多家知名企业建立长期合作关系。拥有雄厚的理论技术基础和工业化应用实践经验,并形成了山大特色的自有技术体系。
碳纤维产业化技术开发与转化是团队的典型代表性成果,技术团队开展了多种工艺路线、不同性能、不同成本的碳纤维制备技术研究,成功突破T1000级高性能碳纤维关键制备技术,拥有全套高速高效纺丝工艺技术、快速预氧化制备技术、高速碳化工艺技术、系列化辅料配套技术、专用核心装备制造技术的自主知识产权,具备T300-T1000级碳纤维及M40-M60级碳纤维产业转化及配套设备开发能力,综合技术水平国际先进。
历时18年精心研发水相沉淀聚合两步法干喷湿纺技术,与目前市场上已应用的工艺路线相比,在不降低性能的前提下,成本可降低10-15%。该技术在开泰石化,结合大腈纶工艺近两年成功实施千吨级验证。2024年5月21日,在产学研深度融合的大背景下,技术团队与东华能源股份有限公司(以下简称“东华能源”)携手合作,共同推进万吨级T1000碳纤维项目在广东省茂名市滨海新区的开工建设,为我国高性能碳纤维产业的发展注入新动力,实现超高强度碳纤维技术万吨级产业化验证。
突破了国际封锁,实现了装备自主国产化。技术团队具有自主设计和生产的千吨级高性能碳纤维制备成套技术能力,自主研发了高压蒸汽牵伸装置、高效大容量刮膜脱泡装置、快速预氧化装置、高碳炉节能装置、五重热量循环利用装置等核心装备。已分别与天泰碳纤维、威海拓展、河北硅谷、鹰游纺织、沈阳中恒、江苏恒神、吉林碳谷等单位合作,进行高性能碳纤维、原丝及其复合材料制品的开发和生产,取得了明显的经济效益和社会效益。技术团队与中科院煤化所、化学所、山西钢科、台塑集团等科研机构和单位就碳纤维及其原丝开发应用展开全面合作,积极应用国家产业发展的重大需求。
3.响应“碳达峰、碳中和”战略目标,推动热塑性复合材料产业可持续发展
在国家双碳目标的引领和全球能源环保压力的不断增大背景下,技术团队拥有交叉学科背景和丰富的产业转化经验,了解本技术及本行业痛点问题,有助于产品及技术创新的持续性,避免了传统制备工艺中溶剂使用限制及树脂富集不均匀造成的产品质量问题;打破国际封锁,开发全自动宽幅1.2米生产设备,突破现有装备幅面小(小于0.6米)、工艺稳定性差等技术瓶颈;该技术集复材设计、工艺、装备、应用技术为一体,达到国内领先、国际先进水平。目前,开发的热塑性预浸料产品正在进行轻量化货舱的应用验证,已经形成二十余项知识产权,可满足城市箱式物流车减重要求,轻量化效果明显,有效实现节能减排,社会意义显著。