
中国工程院院士
广东省科协副主席
广东省机械工程学会理事长
聚合物新型成型装备国家工程研究中心主任
华南理工大学教授
《机电工程技术》第十二届编委会顾问
瞿金平,30多年从事高分子材料新型成型加工技术与装备研究。在国内外率先提出高分子材料振动剪切流变和体积拉伸流变加工成型方法及原理、系统发展和拓展了高分子材料加工成型理论,发明并研制成功一系列高分子产品先进制造成套技术装备。先后主持国家级重点科技项目和相关工程配套项目等30多项,鉴定成果20多项;获中国发明专利50多件,国际发明专利6件;发表SCI收录论文近200篇,出版著作6部;获国家级二等奖3项,中国专利金奖2项,省部级特等奖1项、一等奖4项;获中国青年科学家奖、香港蒋氏科技成就奖、何梁何利基金科学技术创新奖、广东省科学技术突出贡献奖。
高分子材料广泛应用于各领域,从航空航天,到汽车、家电、生活用品,发挥着越来越重要的作用。然而,高分子材料加工产业能耗大、污染问题严重,低端产品严重过剩,高端产品大量依赖进口。由中国工程院院士、华南理工大学教授瞿金平研发的“基于拉伸流变的高分子材料绿色加工成型技术”, 颠覆了100多年来的传统加工原理,促进了塑料加工机械行业转型升级的 “飞跃”。近日,《机电工程技术》记者对瞿院士及其研发团队进行了采访。
●“三件事做了一辈子”
第一件事。20世纪90年代,瞿院士率先提出将机械振动力场引入塑料加工成型的过程中,实现振动剪切形变支配的塑化加工成型机理。也就是说,一百年来塑料加工关键部件是螺杆,他把原本只旋转的螺杆设计成“旋转加振动”。这项国际领先的新技术,获得1997年中国专利发明创造金奖、1997年国家技术发明奖二等奖和2006年国家科学技术进步奖二等奖。
第二件事。将原本螺杆剪切流变加工的原理变成偏心转子拉伸流变加工原理,突破了高分子材料加工百年来以螺杆为核心元件的发展模式。瞿院士介绍“剪切流变就像石磨,用剪切力把材料分散拉开,会使大分子链断裂;而拉伸流变就像擀面和面、手打潮汕牛肉丸,不破坏材料内部的分子量,更适用于超高分子量聚乙烯等极端流变物料的加工成型,拓宽了加工的领域。”这项 “基于拉伸流变的高分子材料绿色加工成型技术”的创新成果彻底颠覆传统加工方式,使物料热机械过程缩短超过50%、能耗降低约30%,节能降耗。该项技术再次处于国际领先水平,获2014年中国专利金奖、2015年国家技术发明奖二等奖。
第三件事。瞿院士正在开展与拉伸流变塑化加工原理与技术相匹配的一系列制品短流程成型制造技术创新研发。他介绍,在防弹衣制造过程中,可运用新技术将超高分子量聚乙烯直接加工成丝状再进行纺织,相比传统溶液纺丝工艺,可降低大量成本,提高效率。新技术将促进一大批具有超强性能的高分子材料产品的诞生,为相关产业转型升级注入新动力。如,结合拉伸流变技术研制了动态分配多层薄膜吹塑技术开发高性能薄膜系列产品,我国新疆等地的种植业大面积地使用农用地膜,现在已运用了新 技术,实现地膜不易破、可全回收,对防止土地污染和塑料回收利用有重要作用。
●“科研成果产业化”
瞿院士的研发团队——聚合物新型成型装备国家工程研究中心,紧紧围绕我国国民经济各个领域对聚合物成型加工产业提出的要求,开展聚合物加工新技术新设备的工程化研究,搭建科研与产业之间的“桥梁”,促进科研成果向现实生产力转化。成功开发了一系列聚合物高效节能加工装备并实现产业化,其中包括:塑料动态塑化挤出机、聚合物及其复合材料三螺杆动态混炼挤出机、塑料脉动压力诱导注塑机、物理场强化在线配混注射成型设备、聚合物动态流变工作站、叶片式塑料塑化挤出机、叶片预塑式塑料注射机等。新技术产品由多家塑料机械制造企业生产、销售,在国内近30个省、市、自治区推广应用,社会、经济效益显著。
最后,瞿院士表示,虽然我国的高分子材料产品及其制造产量世界第一,但是产业的技术水平与国际先进水平相比还存在较大差距。因此,他和团队还需继续努力,加快科研成果产业化,创造更多的经济效益和社会效益,让更多的人受益。

