連云港的“絲”有萬種風(fēng)情。既有柔韌有余的超高分子聚乙烯纖維，也有強(qiáng)韌的碳纖維，還有氨綸、芳綸等纖維材料。

近日的一則消息卻讓一根“黃金絲”———聚酰亞胺“熱起來”。工業(yè)和信息化部宣布，由江蘇奧神新材料股份有限公司牽頭承擔(dān)《特種高性能聚酰亞胺纖維和液晶聚芳酯纖維工程化制備技術(shù)研究》這個(gè)重點(diǎn)新材料研發(fā)及應(yīng)用國家科技重大專項(xiàng)。這是我市在該專項(xiàng)上新的突破，標(biāo)志著奧神新材在新材料重大共性關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域的創(chuàng)新實(shí)力與行業(yè)引領(lǐng)地位獲得國家層面的高度認(rèn)可。

服務(wù)國家需求

提起聚酰亞胺，很多人并不陌生。這根“黃金絲”是港城高性能纖維材料家族的一員，并曾經(jīng)獲得國家科技進(jìn)步獎二等獎。然而談及這根絲與連云港的緣分，卻是源自一次學(xué)界和業(yè)界的產(chǎn)學(xué)研合作?！拔矣欣碚撛O(shè)計(jì)，你們有工程師，中國聚酰亞胺的制備工藝路線就在彼此交流磨合中誕生了?！睎|華大學(xué)副校長、國內(nèi)聚酰亞胺專家張清華回憶說。

2009年，剛剛從金融危機(jī)中“緩過來”的港城新材料產(chǎn)業(yè)希望在碳纖維之外，尋找新的材料方向，進(jìn)一步擦亮“材料之城”的城市名片。

“當(dāng)時(shí)，我們本想選擇芳綸?！眾W神新材董事長王士華介紹，上海東華大學(xué)是國內(nèi)纖維材料的頂級學(xué)府，同連云港有著幾十年的合作，雙方產(chǎn)學(xué)研合作基礎(chǔ)扎實(shí)，合作互信高。

東華確實(shí)讓奧神找到新的方向。當(dāng)時(shí)，東華大學(xué)教授張清華正在研究聚酰亞胺干法制備技術(shù)，并完成了實(shí)驗(yàn)室階段路線設(shè)計(jì)?！斑@種新材料一下子就引起了我們的關(guān)注?！蓖跏咳A說，奧神邀請張清華教授團(tuán)隊(duì)到連云港來，雙方啟動了聚酰亞胺纖維干法制備工藝研發(fā)。

中國人攻堅(jiān)聚酰亞胺纖維制備技術(shù)的歷史從上世紀(jì)60年代就開始了。那時(shí)候，為了送東方紅一號衛(wèi)星上天，中國的技術(shù)人員曾經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室成功制備出聚酰亞胺纖維，為衛(wèi)星加了“保溫層”。為了將聚酰亞胺纖維價(jià)格降下來，服務(wù)國家的國防安全和工業(yè)生產(chǎn)，國內(nèi)眾多的高校院所和企業(yè)進(jìn)行了積極探索。

2009年，張清華教授與奧神新材負(fù)責(zé)人王士華拍板，將東華大學(xué)干法制備聚酰亞胺纖維的實(shí)驗(yàn)室成果進(jìn)行中試?！斑B云港是中華人民共和國成立后國內(nèi)最早布局氨綸的城市之一，擁有大批新材料工藝工程師，他們的加入為聚酰亞胺纖維的產(chǎn)業(yè)化鋪平了道路?！睆埱迦A非常直率地說出了他同連云港團(tuán)隊(duì)合作的初衷。

很快，東華大學(xué)研發(fā)團(tuán)隊(duì)和奧神產(chǎn)業(yè)化團(tuán)隊(duì)結(jié)成了強(qiáng)有力的產(chǎn)學(xué)研同盟，共同攻關(guān)全球首條千噸級干法紡聚酰亞胺纖維生產(chǎn)線。

提供聚酰亞胺纖維新的制備技術(shù)

聚酰亞胺纖維究竟有多神奇，讓無數(shù)的科學(xué)家和研究人員為之傾心？

聚酰亞胺具備優(yōu)異的耐高低溫、本質(zhì)阻燃、絕緣、耐輻照等性能，屬于綜合性能最佳的有機(jī)高分子材料之一，并被視為21世紀(jì)最具潛力的工程塑料之一。在航空航天、特種防護(hù)、環(huán)境保護(hù)、微電子等領(lǐng)域都有著亮眼的表現(xiàn)。

在奧神新材聚酰亞胺生產(chǎn)線，一條條的“黃金絲”讓人矚目。

這條“黃金絲”是如何鍛造的呢？王士華介紹，工藝人員根據(jù)工藝設(shè)計(jì)要求，在反應(yīng)釜中將原料單體合成均勻的高分子紡絲液；紡絲液經(jīng)噴絲板計(jì)量擠出，在熱氮?dú)獾姆諊泄袒尚停玫角膀?qū)體纖維；再經(jīng)亞胺化、熱牽伸等工序，最終制得綜合性能優(yōu)異的聚酰亞胺纖維。

“其實(shí)難度最大的就是干法紡絲成型過程?！蓖跏咳A介紹，因?yàn)榫埘啺防w維干法紡絲過程中不只有溶劑蒸發(fā)的物理過程，還有亞胺化的化學(xué)反應(yīng)，成型過程很是敏感，稍微控制不到位就整個(gè)報(bào)廢。為了解決這個(gè)問題，東華大學(xué)和奧神新材緊密合作，最終克服這個(gè)問題并實(shí)現(xiàn)了聚酰亞胺制備關(guān)鍵設(shè)備的國產(chǎn)化。

如今，奧神新材擁有干法紡聚酰亞胺纖維的完全自主知識產(chǎn)權(quán)，聚酰亞胺纖維年生產(chǎn)能力約3200噸，其復(fù)合材料年生產(chǎn)能力10000余噸，已成為全球領(lǐng)先的高性能聚酰亞胺材料制造商。并先后承擔(dān)國家級、省級重大科研項(xiàng)目20余項(xiàng)，主持及參與制定國家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)9項(xiàng)，核心專利70余項(xiàng)，成功在2016年獲得了國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎二等獎。

王士華介紹，目前，奧神擁有高性能聚酰亞胺纖維、聚酰亞胺增強(qiáng)復(fù)合材料、聚酰亞胺絕緣樹脂(漆)、聚酰亞胺纖維特種紙等多種產(chǎn)品，其在阻燃防護(hù)、環(huán)保隔熱、軍民用紡織、航空航天、海洋交通、新能源、輕量化箱體及建筑工程等領(lǐng)域有著無可比擬的應(yīng)用優(yōu)勢。

應(yīng)用已經(jīng)覆蓋生產(chǎn)生活多個(gè)領(lǐng)域

隨著我國“深空、深海、深地”戰(zhàn)略的實(shí)施及高頻高速信息通訊等技術(shù)的快速發(fā)展，高性能聚酰亞胺纖維憑借其優(yōu)異的耐高低溫、阻燃、耐輻照和物理機(jī)械性能，已成為各國競相布局的戰(zhàn)略新材料。

同傳統(tǒng)的濕法相比，干法紡絲的整個(gè)成型過程是發(fā)生在充滿熱氮?dú)獾酿纼?nèi)，溶劑的蒸發(fā)、冷凝、精餾全流程閉環(huán)，溶劑可循環(huán)使用，廢水、廢氣排放更少，生產(chǎn)過程更加環(huán)保。王士華介紹，東華大學(xué)和奧神新材研發(fā)團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造性提出了“反應(yīng)紡絲”制備纖維的新機(jī)理，建立了聚合、紡絲、后處理的工藝與設(shè)備成套技術(shù)，開發(fā)出耐熱型、高強(qiáng)高模型和原液著色型聚酰亞胺纖維關(guān)鍵技術(shù)。

2014年，中國紡織工業(yè)聯(lián)合會專家鑒定時(shí)，專家表示，聚酰亞胺項(xiàng)目整體技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平，其中“反應(yīng)紡絲”關(guān)鍵技術(shù)處于國際領(lǐng)先水平。

這樣的纖維材料有哪些應(yīng)用呢？在奧神展館，筆者大開眼界。王士華拿起一段管道給筆者看，在鋼板和黑色內(nèi)壁中，有著一層黃金色的夾層———這就是聚酰亞胺纖維編織的基布。

海底管道已經(jīng)成為世界各國能源運(yùn)輸?shù)闹匾乐?。然而選用純鋼板制備的海底管道很容易受到洋流等因素制約，發(fā)生斷裂等現(xiàn)象。與此同時(shí)，隨著海底管道應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展，依靠貨輪拖拽管道難度越來越大，海底管道輕量化是大勢所趨。重量輕、耐腐蝕等性能讓聚酰亞胺成為海底管道材料新的選擇。目前奧神生產(chǎn)的聚酰亞胺材料已經(jīng)在海底管道中使用。

不僅在能源領(lǐng)域，聚酰亞胺纖維還被應(yīng)用到工業(yè)領(lǐng)域。如今，全球手機(jī)市場都掀起了折疊趨勢。然而人們并不知道當(dāng)前全球流行的折疊屏手機(jī)中就有連云港產(chǎn)的聚酰亞胺材料。

當(dāng)然，作為一種纖維材料，聚酰亞胺纖維還被應(yīng)用在服裝領(lǐng)域。例如很多消防人員的救災(zāi)服裝就使用聚酰亞胺。因?yàn)榫埘啺纷陨砭哂休^高的阻燃性能，且發(fā)煙率低，屬于自熄性材料。由聚酰亞胺纖維織成的布，是防火阻燃服裝最為理想的材料。飛行員、航空員也是聚酰亞胺服裝的使用者，它不僅可以為這些特殊職業(yè)人員保暖，還可以有效阻燃，保護(hù)他們的生命健康。

可以說，聚酰亞胺自發(fā)現(xiàn)起就是高分子材料中的“紅人”，在許多方面的應(yīng)用中都能看見它的身影，為科技發(fā)展和人類生活作出了巨大貢獻(xiàn)。如今，連云港正成為這根“黃金絲”的主導(dǎo)者之一，繼續(xù)擦亮中國纖維之城的城市名片。