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由山東東岳集團(tuán)研究院首席科學(xué)家、上海交通大學(xué)教授張永明帶隊(duì)研發(fā)的DF2808國(guó)產(chǎn)氯堿全氟離子膜性能處于世界領(lǐng)先水平，產(chǎn)品獲得廣泛應(yīng)用，國(guó)產(chǎn)氯堿全氟離子膜實(shí)現(xiàn)了“從并跑到領(lǐng)跑”的歷史性跨越。
氯堿工業(yè)在“三酸兩堿”產(chǎn)業(yè)中占據(jù)了半壁江山，支撐我國(guó)約6萬(wàn)億元國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值。全氟離子膜是氯堿生產(chǎn)設(shè)備的核心組件，是實(shí)現(xiàn)高效、節(jié)能、清潔氯堿生產(chǎn)的關(guān)鍵，其簡(jiǎn)單原理是將食鹽水通入電解槽的陽(yáng)極室，通電的情況下，陽(yáng)極室的鈉離子通過(guò)離子膜被輸送到陰極室，然后在電解槽中就同時(shí)產(chǎn)生氯氣、氫氧化鈉和氫氣三種產(chǎn)品。在電解槽中，最核心的組件是全氟離子膜，其生產(chǎn)的核心技術(shù)十分復(fù)雜，掌握此技術(shù)的發(fā)達(dá)國(guó)家，又設(shè)立了重重的專(zhuān)業(yè)技術(shù)壁壘，曾是我國(guó)少數(shù)不能自主生產(chǎn)的核心材料，此前100%依賴(lài)進(jìn)口，我國(guó)重要的基礎(chǔ)原材料產(chǎn)業(yè)氯堿工業(yè)對(duì)美國(guó)和日本的依存度為100%。
原化工部副部長(zhǎng)、前石化聯(lián)合會(huì)會(huì)長(zhǎng)李勇武稱(chēng)：“全氟離子膜是一個(gè)國(guó)家的難題，曾列為化工部十大科技難題之首，我們用了三個(gè)五年計(jì)劃進(jìn)行攻關(guān)但是沒(méi)有攻下來(lái)。”
2003年，張永明主動(dòng)放棄上海優(yōu)越的工作生活條件來(lái)到山東東岳集團(tuán)，與其研發(fā)團(tuán)隊(duì)接下了離子膜攻關(guān)的最后一棒。離子膜的主要生產(chǎn)材料是螢石，但從一塊普通的螢石到一張離子膜，需要幾十步復(fù)雜反應(yīng)和分離過(guò)程，整個(gè)工藝生產(chǎn)線擺起來(lái)有幾公里長(zhǎng)。這是一個(gè)關(guān)系到整個(gè)中國(guó)的氯堿工業(yè)命運(yùn)的超級(jí)工程，需要的不僅是資金的投入，更需要企業(yè)家和科學(xué)家的責(zé)任擔(dān)當(dāng)和超強(qiáng)的心理承受力。
張永明曾在接受采訪時(shí)表示：“不管其他人怎么說(shuō)，我們埋頭做，做一點(diǎn)是一點(diǎn)，基礎(chǔ)慢慢打，最終我們中國(guó)一定會(huì)出來(lái)這個(gè)，也可能?chē)?guó)產(chǎn)氯堿離子膜不在我們手上成功，但我們現(xiàn)在打這個(gè)基礎(chǔ)是非常非常必要的。”
歷經(jīng)8年時(shí)間，在他的指導(dǎo)和帶領(lǐng)下，國(guó)產(chǎn)氯堿離子膜研發(fā)團(tuán)隊(duì)先后突破了系列原料、中間體、單體、全氟磺酸樹(shù)脂、全氟羧酸樹(shù)脂和全氟增強(qiáng)網(wǎng)工業(yè)化技術(shù)，制備出國(guó)產(chǎn)氯堿全氟離子膜DF988，并于2010年完成萬(wàn)噸級(jí)電解生產(chǎn)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了中國(guó)氯堿全氟離子膜“從無(wú)到有”的突破。2010年，國(guó)產(chǎn)氯堿全氟離子膜DF988在藍(lán)星(北京)化工機(jī)械有限公司離子膜電解技術(shù)產(chǎn)業(yè)化試驗(yàn)裝置上平穩(wěn)運(yùn)行3600小時(shí)，標(biāo)志著我國(guó)成為全球第三個(gè)擁有氯堿全氟離子膜核心技術(shù)和生產(chǎn)能力的國(guó)家。
國(guó)產(chǎn)氯堿全氟離子膜的問(wèn)世，讓中國(guó)氯堿行業(yè)從此有了“中國(guó)芯”，困擾我國(guó)基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)30年的重大難題得以破解，我國(guó)氯堿工業(yè)受制于人的歷史自此終結(jié)。由于國(guó)產(chǎn)氯堿全氟離子膜的保駕護(hù)航，到2015年，我國(guó)落后的石棉隔膜氯堿裝置全部改造成先進(jìn)的離子膜氯堿裝置。
然而，在國(guó)產(chǎn)氯堿全氟離子膜DF988問(wèn)世后，國(guó)外公司迅速推出了新一代的高性能氯堿離子膜，致使DF988的市場(chǎng)推廣戛然而止。為此，張永明帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)又進(jìn)行了8年的技術(shù)攻關(guān)，采用新結(jié)構(gòu)離子聚合物和先進(jìn)成膜技術(shù)，于2018年成功研發(fā)出氯堿離子膜DF2807，經(jīng)中國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)組織的成果鑒定確認(rèn)，張永明團(tuán)隊(duì)研發(fā)的國(guó)產(chǎn)DF2807氯堿全氟離子膜與國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品處于同一水平。
盡管實(shí)現(xiàn)了“從跟跑到并跑”，但張永明坦言，世界氯堿全氟離子膜領(lǐng)域競(jìng)爭(zhēng)十分激烈，科技創(chuàng)新不能停步。因此，在他的帶領(lǐng)下，團(tuán)隊(duì)向著更高目標(biāo)繼續(xù)攀登。2018年至今，在深入開(kāi)展基礎(chǔ)理論研究的基礎(chǔ)上，我國(guó)氯堿離子膜團(tuán)隊(duì)成功研發(fā)出新結(jié)構(gòu)成膜聚合物材料和微納結(jié)構(gòu)構(gòu)筑技術(shù)，研發(fā)成功DF2808氯堿全氟離子膜。DF2808氯堿全氟離子膜經(jīng)石化聯(lián)合會(huì)鑒定為達(dá)世界領(lǐng)先水平。至此，國(guó)產(chǎn)氯堿全氟離子膜終于實(shí)現(xiàn)了“從并跑到領(lǐng)跑”的歷史性跨越。國(guó)產(chǎn)氯堿全氟離子膜也推廣到了國(guó)內(nèi)90%以上的氯堿生產(chǎn)企業(yè)。
張永明說(shuō)：“中國(guó)從20世紀(jì)60年代就針對(duì)氯堿用離子膜技術(shù)展開(kāi)攻關(guān)，幾十年來(lái)業(yè)內(nèi)專(zhuān)家前赴后繼、苦心研發(fā)，歷經(jīng)多年始終沒(méi)有放棄，氯堿全氟離子膜才能夠克服重重困難，打破壟斷實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，最終實(shí)現(xiàn)了幾代中國(guó)氯堿人的夢(mèng)想。”
