高性能苯乙烯類熱塑性彈性體成套技術：實現(xiàn)中國制造
曾幾何時，業(yè)內(nèi)對含有增塑劑的彈性體憂心忡忡，因其不夠環(huán)保，還會對民眾身體健康造成傷害。在中石化巴陵石化公司、四川大學、北京化工大學、湖南百利工程科技股份有限公司等的聯(lián)合攻關下，歷時15年，我國終于開發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權的SEBS工業(yè)化成套技術，使綠色環(huán)保的SEBS成為替代材料，提高了我國醫(yī)用、消費類電子、日用品等與國計民生密切相關產(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項目，也因此榮獲2014年度國家科技進步二等獎。
SEBS具有耐老化、安全無毒、綠色環(huán)保等特點，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、高等級瀝青改性及與人體接觸的彈性材料等領域。據(jù)該項目第一完成人、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，其技術被美國和日本的兩家公司壟斷?！拔覀冊矫绹疾爝^，希望對方轉讓技術，但遭到拒絕。”梁紅文回憶。當時這家公司只向巴西轉讓了低端SBS生產(chǎn)技術，僅軟件費就高達2000萬美元。此后國內(nèi)曾有多家單位進行SEBS小試研究，因在聚合物微觀結構設計控制和加氫技術方面未能取得突破，無法實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，導致SEBS進口價格高達5萬～8萬元/噸，直接影響中國下游產(chǎn)業(yè)的競爭力。
1996年，項目組從零起步，開始SEBS前驅(qū)體合成技術及茂系催化加氫技術研究。1998年，項目組完成SEBS小試研究并通過中石化技術鑒定，2003年完成SEBS中試技術開發(fā)。“我們中試成功的消息一傳出，一家日本公司就主動找我們尋求合作，共同推進工業(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)具有完全自主知識產(chǎn)權的首套年產(chǎn)萬噸級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個牌號產(chǎn)品的工業(yè)試驗，產(chǎn)品性能穩(wěn)定，得到用戶認可，填補了國內(nèi)SEBS生產(chǎn)空白;2009年和2012年，巴陵石化SEBS年總產(chǎn)能分別擴至2萬噸、4萬噸。
據(jù)梁紅文介紹，該項目實現(xiàn)了四大創(chuàng)新。
一是針對傳統(tǒng)SBS聚丁二烯鏈段1,2-結構含量低、分布不均勻、不能作為SEBS前驅(qū)體的難題，確立了SEBS微觀結構的系統(tǒng)表征方法，建立了SEBS前驅(qū)體微觀結構模型，發(fā)明了滿足不同性能要求的SEBS系列前驅(qū)體結構設計方法。
二是研究了烷基鋰引發(fā)劑與結構調(diào)節(jié)劑絡合狀態(tài)對單體聚合速率和微觀結構影響的規(guī)律，發(fā)明了SEBS系列前驅(qū)體結構的合成控制方法，實現(xiàn)了前驅(qū)體分子結構寬范圍的設計和精細穩(wěn)定控制，開發(fā)了星型、線型兩大系列共11個牌號產(chǎn)品。
三是揭示了茂金屬催化加氫機理，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，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)量達到醫(yī)療衛(wèi)生級標準。
四是針對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。在此基礎上，萬噸級茂系氫化SEBS成套技術形成。
項目實施期間，項目組發(fā)表論文38篇，獲14項中國發(fā)明專利，形成12項中石化專有技術。
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