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一纸芳纶 铺就产业化通途——胡祖明教授和他的"间位芳纶纸"团队

在东华大学材料学院楼一间办公室的窗上，贴着一张泛黄的纸片。不明就里的或许以为是遮阳用的。其实这就是目前我国高性能纤维家族的新宠儿——间位芳纶（也称芳纶13后市不被看好13）制成的纸。貌不惊人的间位芳纶纸能耐受200℃以上的高温，高于此温度则会碳化分解形成隔热层，由于其兼有纸质的轻薄和面料的可纺等特点，若用作电器绝缘材料，不仅可大大提升机电产品的性能，而且还能使之瘦身减重，属于革命性的新型材料，可被广泛用于航空航天、国防、电子通讯等领域。多年来，此类高端产品的规模生产一直因技术开发难度大等原因，被少数发达国家技术封锁和市场垄断。面对这一难题，东华大学胡祖明教授团队联合企业持续攻关，从小试、到中试，直至投产，直接经济效益近4亿元。2009年初，东华大学《间位芳纶及绝缘材料产业化关键技术》成果一举夺得上海市科技进步奖一等奖，为此专门对项目负责人、东华大学胡祖明教授进行了采访。

急国家所急 实验室里实现“中国制造”

“早在90年代初，我国化学纤维的生产量就是世界第一了，占世界的1/3。但当时高性能纤维的产业化几乎为零”，胡祖明回忆道，有一组数据一直让他们这些纤维领域的研究者刻骨铭心，“当时我国2000万吨普通化学纤维的利润只相当于发达国家一家公司6万吨高性能纤维的利润！更为重要的是高性能纤维产业化的空白也严重影响了我国航空航天、国防军事等领域的升级换代。”“从那时起，我们东华大学的相关团队就开始决心对高强高膜聚乙烯、碳纤维、芳纶这世界公认的三大高性能纤维产业化课题进行攻关”。

面对间位芳纶相关材料和技术的国外长期封锁，整个团队只有从零开始，披荆斩棘走“从原料到装备，从技术到工艺都是中国制造”的自主研发之路。“可以说是压力很大、困难重重....”胡祖明回想这些年的攻关之路仍感慨万千。

聚合工艺方面没有现成的装置，他们就对设备重新设计，采取高效剪切的聚合装置解决了系列难题。该项目的所有装备都是他们根据国内的设备加工能力，自己设计框架，请单位加工而成的。虽然冒了很大的技术风险，但结果证明：中国制造“行”！通过纺丝工艺的调整，他们取得了性能可与进口产品相媲美的芳纶1313纤维。在间位芳纶纸的制备方面，通过研究短切纤维和沉析纤维的配比、混合工艺及打浆度，解决了纤维在水中稳定均匀分散的难题。终于，在实验室的小试成功，让和化纤打交道二十多年的团队成员们心里有了底。

“产业化过程中每道都是坎儿”

要实验机配置试样延伸率的专用丈量装置-引申计,引申计的双夹头夹住试样标距两点,实时丈量试样标距两点的分离距离,即试样的变形量走产业化之路，必须与企业构筑持续的产学研联盟。小试成果被上海某企业相中后，胡祖明这个一直和化纤打交道的学院派博导，开始率领团队与企业密切合作，探索起间位芳纶纸规模制造的新尝试。

在接受采访时，胡祖明多次提到实验室与工业化的区别。实验室复合材料的利用也在不断拓展不可能把工业化过程中潜在的问题都模拟暴露出来。就拿原料来说，试管里小计量的1：1配比反应，和实际生产中以立方计的1：1配比反应，效果完全不同。要真正实现工业化生产，这些问题都必须重新逐个解决。胡祖明与团队商量决定先从中试做起，经过一个个难关的克服，大半年后中试成功，这就降低了下一步大规模生产的风险。在大规模投产的同时，他们由于根据清洗操作并没有停下中试机器，而是安排继续生产，目的是暴露并解决问题。因为整个过程只要有一点失败，就不能实现工业化生产。

“开展科学研究，也许一篇论文有一个亮点就是一篇好论文，而项目的工业化有一个难点跨不过，就只能是失败......”。结合解决制浆过程的原料分散问题、热压工艺优化等等，胡祖明形容为“每道都是坎儿”。经过数不清的实验，课题组自主开发了整套的间位芳纶绝缘材料生产工艺，设计了与新工艺配套的新设备，并建立了多个间位芳纶纸（绝缘材料）生产线。这些生产线自投产以来，销售率高达100%，在经济、技术、和社会贡献度等方面的成绩令人瞩目。

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