6月30日，備受關(guān)注的京滬高鐵正式開通運(yùn)營(yíng)。世界各國(guó)也都在積極關(guān)注高鐵的發(fā)展。而新材料是支撐高鐵技術(shù)的關(guān)鍵。
列車在高速運(yùn)行的狀態(tài)下，發(fā)電機(jī)的溫度會(huì)升得很高，如果電機(jī)絕緣系統(tǒng)耐熱等級(jí)不夠，電機(jī)線路之間極易發(fā)生短路，造成危險(xiǎn)。而高鐵的發(fā)電機(jī)之所以能夠**平穩(wěn)地正常運(yùn)行，全部得益于電機(jī)絕緣系統(tǒng)采用了一種叫做高性能聚酰亞胺薄膜的絕緣材料。
高性能聚酰亞胺薄膜還有一個(gè)別稱——“黃金薄膜”。但長(zhǎng)期以來，這種材料的研發(fā)和生產(chǎn)技術(shù)完全被美國(guó)和日本等國(guó)壟斷著。
近日，中科院化學(xué)所與深圳瑞華泰薄膜科技有限公司召開新聞發(fā)布會(huì)宣布：由雙方合作研發(fā)的高性能聚酰亞胺薄膜已成功實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
這意味著我國(guó)在這一技術(shù)領(lǐng)域打破了國(guó)外的長(zhǎng)期技術(shù)壟斷，躋身******，同時(shí)也大大加快了我國(guó)航空航天、微電子、新能源、先進(jìn)制造等領(lǐng)域**材料應(yīng)用的國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程。
八年攻關(guān)，滿足產(chǎn)業(yè)渴求
高性能聚酰亞胺薄膜性能穩(wěn)定，形態(tài)多樣，用途廣泛。在-269℃～400℃的范圍內(nèi)具有耐輻射、耐高熱、不燃燒、高韌性、低損耗等特點(diǎn)，具有極高的商業(yè)價(jià)值和戰(zhàn)略價(jià)值，被廣泛應(yīng)用于微電子、電氣絕緣、航空航天等領(lǐng)域。
伴隨著超大規(guī)模集成電路制造與封裝等高新技術(shù)的發(fā)展，我國(guó)對(duì)高性能聚酰亞胺薄膜的需求也日益增加。上世紀(jì)90年代后期，我國(guó)對(duì)這種薄膜的年需求量為500噸，到了2010年就已經(jīng)超過2800噸，每年以25%的速度增長(zhǎng)。
但與這種高需求對(duì)應(yīng)的，卻是我國(guó)在該領(lǐng)域生產(chǎn)技術(shù)的長(zhǎng)期落后、產(chǎn)能低下的現(xiàn)實(shí)。
中科院化學(xué)所高技術(shù)材料實(shí)驗(yàn)室主任楊士勇介紹：“目前國(guó)內(nèi)有30多家從事這種薄膜生產(chǎn)的廠商，但大多還在采用早已被國(guó)外淘汰的流延法工藝進(jìn)行生產(chǎn)，水平低、規(guī)模小、污染大，并且只能用于電工絕緣用薄膜，而不能滿足微電子制造與封裝領(lǐng)域的高要求。”
其實(shí)，早在上世紀(jì)70年代，由原機(jī)械部和化工部牽頭，桂林電器所和上海合成樹脂所就分別從雙向拉伸法和流延法兩個(gè)方向開展了對(duì)這種材料的研發(fā)。但是由于種種原因，其制造工藝一直處于低水平徘徊的狀態(tài)。
“新材料產(chǎn)業(yè)研發(fā)周期長(zhǎng)，市場(chǎng)導(dǎo)入周期也長(zhǎng)，為了能夠快速投入生產(chǎn)，過去，我們?cè)欢仍噲D模仿、照搬西方的技術(shù)，而忽略了新材料的研發(fā)這一基礎(chǔ)性工作，無形中，反而多走了許多彎路。”深圳瑞華泰薄膜科技有限公司總經(jīng)理湯昌丹不無感慨地說。
2003年，在國(guó)家政策的大力扶持下，中科院化學(xué)研究所面向國(guó)家戰(zhàn)略需求，與深圳瑞華泰薄膜科技有限公司合作，共同致力于我國(guó)高性能聚酰亞胺薄膜產(chǎn)業(yè)化技術(shù)的研究。雙方合作，從基礎(chǔ)研究入手，與深圳瑞華泰緊密合作，攻克了從關(guān)鍵樹脂制備到連續(xù)雙向拉伸法等技術(shù)難題，終掌握了具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高性能聚酰亞胺薄膜及其專用樹脂的制造技術(shù)。
“某跨國(guó)公司甚至在該項(xiàng)目的生產(chǎn)線還未建成時(shí)，就提出了高價(jià)收購(gòu)深圳瑞華泰?！睖け硎荆瑖?guó)家的戰(zhàn)略需求和市場(chǎng)的渴求，促使我國(guó)“黃金薄膜”在經(jīng)過八年努力后終于問世。
兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，打破跨國(guó)公司壟斷
“黃金薄膜”問世之前，美、日企業(yè)控制著全球90%以上的市場(chǎng)份額。技術(shù)壟斷勢(shì)必導(dǎo)致價(jià)格壁壘，在長(zhǎng)達(dá)近10年時(shí)間內(nèi)，國(guó)際大公司生產(chǎn)的聚酰亞胺薄膜一直保持在每公斤約1000元的高壟斷價(jià)位上。
這致使我國(guó)許多高新技術(shù)廠家對(duì)高性能聚酰亞胺薄膜的應(yīng)用望而卻步，嚴(yán)重制約了我國(guó)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，“黃金薄膜”的研發(fā)成功徹底改變了這一格局。
在“黃金薄膜”的研發(fā)過程中，中科院化學(xué)所和深圳瑞華泰公司攻克的兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，一項(xiàng)是新型薄膜專用樹脂的制備方法，另一項(xiàng)就是連續(xù)化雙向拉伸工藝的**控制技術(shù)。前者屬于基礎(chǔ)研究，后者屬于生產(chǎn)工藝研究。
“運(yùn)用新型薄膜樹脂制成的‘黃金薄膜’，就好像添加了萊卡纖維的**棉布一樣?！睖ば蜗蟮乇扔髡f。
而連續(xù)雙向拉伸工藝，則是通過兩個(gè)方向的連續(xù)拉伸，大大增強(qiáng)了薄膜的強(qiáng)度和尺寸穩(wěn)定性?！叭绻f普通的塑料薄膜相當(dāng)于一只塑料袋，那么高性能聚酰亞胺薄膜無疑就是一只編織袋?！睖け硎?。
和國(guó)內(nèi)同類產(chǎn)品相比，所研制的高性能聚酰亞胺薄膜的拉伸性能得到明顯提高;和國(guó)外同類產(chǎn)品相比，其拉伸強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率和電氣絕緣性能等方面都表現(xiàn)出明顯的優(yōu)越性，而價(jià)格卻比國(guó)外低得多。
湯昌丹表示，憑借著出色的性價(jià)比和本土化的優(yōu)勢(shì)，高性能聚酰亞胺薄膜進(jìn)入市場(chǎng)后，已經(jīng)表現(xiàn)出強(qiáng)勁的競(jìng)爭(zhēng)力和價(jià)格優(yōu)勢(shì)。
未雨綢繆 站在技術(shù)制高點(diǎn)
在中科院化學(xué)所與深圳瑞華泰薄膜科技有限公司的通力合作下，該項(xiàng)目完成了一期工程，建成了3條1200毫米幅寬的連續(xù)化生產(chǎn)線，年生產(chǎn)能力達(dá)到350噸。
“但是，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)的需求。計(jì)劃啟動(dòng)的二期工程計(jì)劃投資6億元人民幣，建設(shè)8條高性能聚酰亞胺薄膜生產(chǎn)線?！睖け硎?，二期工程完成后，薄膜的年生產(chǎn)能力可達(dá)1500噸。
與此同時(shí)，中科院項(xiàng)目研究組也在進(jìn)行未雨綢繆的研究布局。
前一段時(shí)間，網(wǎng)上曾經(jīng)流行著一段有關(guān)“紙手機(jī)”的視頻。這種新型手機(jī)不僅具備普通手機(jī)的所有功能，而且像紙一樣能彎能折，而制造這種“紙手機(jī)”所用到的關(guān)鍵材料就是高性能聚酰亞胺薄膜的升級(jí)產(chǎn)物——透明薄膜。不過，這種手機(jī)目前還只停留在概念階段。
楊士勇透露，未來還將開展“黃金薄膜”的系列化與功能化研究，如透明薄膜、微孔膜等以滿足我國(guó)未來在柔性平板顯示器、汽車大功率燃料電池以及有機(jī)薄膜太陽(yáng)能電池等新型高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的需求。
在出席新聞發(fā)布會(huì)時(shí)，中科院化學(xué)所研究人員表示：“這一系列建設(shè)項(xiàng)目的完成，不但將使我國(guó)成為高性能聚酰亞胺薄膜的生產(chǎn)大國(guó)，同時(shí)也成為制造技術(shù)的強(qiáng)國(guó)，為我國(guó)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展建立起關(guān)鍵支柱材料的生產(chǎn)基地?！?/p>
