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橡塑行业绿色发展,从哪儿发力?
由中国化工学会橡塑绿色制造专业委员会主办的“特种功能性材料及新型环保技术研讨会暨2017年度橡塑绿色制造委员会会员大会”,9月19日在上海召开。微化工等过程强化新技术,纳米碳管、石墨烯等新型碳材料在橡胶加工中的应用,收益型“三废”组合治理技术等绿色新技术成为亮点。
会议由中国化工学会橡塑绿色制造专业委员会常务副主任委员许春华主持。
中国石油和化学工业联合会原会长李勇武在会上表示,橡塑产业应紧紧抓住创新和清洁生产的主线,走集约化、绿色化、循环化、信息化、国际化的新路子。他表示,绿色发展受限要提高行业的创新能力。做不到安全环保,绿色就无从谈起。企业要想在环保风暴中从容淡定,就必须学习国际领先企业未雨绸缪、进行前瞻性技术开发,并将安环问题从战术层面提升为战略层面问题的做法。其次要努力实现精细化管理。精细化管理是企业实现自我突破的关键阶段,需要企业加快思想认识的转变,继续规范管理,加大对硬件设施的投入。再次要加快行业智能制造产业化发展进程。围绕“中国制造2025”,智能制造已成为新一轮工业革命和产业变革的突破口和主攻方向。
中国工程院院士、清华大学教授陈丙珍表示:理念更新是创新发展的首要条件,特别是在智能制造领域。要通过自动化、数字化、模型化,结合物联网来找规律、发现瓶颈问题,从而使数据真正变成资源。在对橡胶助剂企业进行实地调研后,她认为行业的绿色化水平,需从自动化、连续化、全流程提升三方面来进行。比如,防老剂中RD的主要成分二聚体、三聚体、四聚体含量波动,将直接影响产品稳定性。而这一问题可以通过大量数据积累,建立相应的反应模型,来对工艺进行指导和改进。
中国工程院院士、南京工业大学教授欧阳平凯表示,橡塑材料是材料领域中应用最广泛的,也是新材料领域的重点。虽然纳米材料等很热门,但大家的关注点更应集中在社会需求上,在安全、环保等领域。传统行业在进行提升改造的时候,切不可忽视专业装备问题。
中国工程院院士、大连理工大学教授蹇锡高以杂环联苯高性能聚合物应用研究的主题报告,分享了他们是如何通过结构创新与工艺创新,突破传统高性能工程塑料耐热与溶解性之间的相互制约,实现高性能、低成本的可控制备,并以此拓展高性能工程塑料的应用领域,推动塑料制品领域的绿色发展。
过程强化技术,很有可能成为橡塑领域绿色化技术的突破口。其中的代表性前沿技术——微化工技术,在会上被李勇武会长、陈丙珍院士、华东理工大学原副校长涂善东教授等反复提及,并称微化工技术可大大强化化学合成的传质传热,将间歇反应连续化,将是提升化工行业特别是精细化工行业本质安全的重要技术选择。李勇武会长在调研了瓮福集团微反应器磷酸净化萃取项目后,更是提出化工行业特别是橡胶助剂行业,应以微反应技术为突破口,以智能化带动自动化、以自动化促进智能化,实现最优生产,不断提高全行业智能制造水平。
会上,清华大学骆广生教授,以贝克曼重排反应为典型对微化工技术进行了详细介绍。磷酸净化、溴化丁基胶等工业化应用项目也证明,化工过程微型化,为满足“快”时代要求提供了新的创新模式,它可将研究成果进行低成本快速可靠转化、对市场进行柔性快速反应、促成物质和能量高效快速转化、实现设备的可控快速开停车,提升异常工况的快速响应和调整能力,实现柔性、方便、快速调整产品性质。
通过功能材料的应用来提升产品的使用性能、降低全生命周期的排放,是橡塑加工领域持续探索的热门“绿色”项目,其典型就是以纳米碳管和石墨烯为代表的碳材料、以芳纶为代表的芳香族高性能聚合物、以湿法混炼为代表的橡胶加工新技术。
北京化工大学教授张立群、青岛科技大学何燕教授、湖南大学徐伟箭等高校在会上分别介绍了其与产业界合作在碳材料应用方面取得的突破。比如,应用了纳米碳管增强复合材料的乘用胎,不仅解决了静电问题,更具有低滚动阻力,比普通轮胎节油3%-5%,燃油效率达到欧盟标签法B级标准;应用于轻卡胎时,实际行驶2小时后,温升比对比的普通轮胎低了4℃;应用于巨型工程胎时,则提高了其服役寿命。应用石墨烯橡胶复合材料试制出的轮胎,其滚动阻力系数更是接近欧盟标签法A级标准,比市售的“绿色轮胎”节能6%以上。
芳纶材料因强度高、密度小,能让轮胎的滚动阻力降低10%以上,让输送带的摩擦能耗大大降低,已经在橡胶行业中应用多年。但因对位芳纶材料尚未完全国产化、成本高昂,大面积应用却始终未能成真。江苏方圆化工有限公司透露的消息,则让芳纶材料离国内橡胶行业大范围应用又近了一步。该公司采用完全自主知识产权的专利技术,从二甲苯路线直接合成间/对苯二甲酰氯,生产过程除纯化和正常损耗外无任何损失,产品纯度达到99.96%以上,实现了芳纶原料的绿色生产。更可喜的是该工艺生产成本比现有技术低30%以上,为芳纶材料在橡胶加工领域大范围应用扫除了一大障碍。
怡维怡橡胶研究院介绍的湿法混炼技术,显著提高了白炭黑在溶聚丁苯胶中的分散性及白炭黑-橡胶的补强效果。在原有轮胎结构和花纹未改变的情况下作胎面胶使用,轮胎抗湿滑性能达到欧盟标签法规A级标准,滚动阻力指数达到欧盟标签法规B级标准。与采用干法混炼所生产的国际一线品牌绿胎相比,所制备的绿色轮胎抗湿滑性能提高10%以上、滚动阻力降低13%以上、耐磨性能提高30%以上。
环保是橡胶工业绿色发展永恒的主题。排放点分散、污染物种类多、成分复杂,特别是无组织排放气体排放量不大但“橡胶味”的社会影响却不小。虽然企业很重视,但实际情况是大部分现有技术并不能完全解决“三废”治理问题,更没有达到超低排放的标准。
针对这一问题,国家烟气脱硫中心设计研究院常务副院长、陇海环保研究设计院院长刘敏提出必须将污染物进行统筹治理,并通过低成本、收益型环保体系的建立,来提升治理的效率和企业主动作为的积极性。他通过高浓度二氧化硫资源化组合处理技术、硫酸盐固废和硫酸废水治理组合技术、硫化氢和二氧化硫治理合作技术,来阐述了如何统筹打造收益型环保项目。北京万向新元科技股份有限公司分享的轮胎行业VOCs治理案例、EPA高效净化一体机新技术,也得到了积极回应。
会议还就环保型塑料稳定剂、无铅PVC管材等技术进行了交流。
中联橡胶股份有限公司董事长魏云、三角轮胎副总裁单国玲、山东尚舜化工有限公司董事长徐承秋、中国塑料加工协会助剂专业委员会研究员施珣若、中国橡胶工业协会轮胎分会秘书长史一锋等嘉宾及百余名代表出席了会议。