張永明：打造氯堿工業(yè)技術的“中國心”

◎本刊記者 劉瑞營

氯堿工業(yè)是我國國民經(jīng)濟的基礎產(chǎn)業(yè)，對我國經(jīng)濟的高速發(fā)展具有重要的支撐作用。但是，如此事關國民經(jīng)濟命脈的關鍵材料，長期以來卻一直長著“外國心”——生產(chǎn)氯氣和燒堿的關鍵設備電解槽的核心部件全氟離子膜，多年來一直100%依賴進口。

為了突破制約我國氯堿工業(yè)安全運行和健康發(fā)展的這一瓶頸，上海交通大學張永明教授帶領團隊，歷時十余年攻關，一舉攻克了氯堿全氟離子膜國產(chǎn)化這個難題，使中國成為全球除美國日本外第三個掌握這一技術的國家，擺脫了國外的長期壟斷，解決了我國氯堿工業(yè)安全問題，使中國氯堿工業(yè)技術從此有了“中國心”。

瞄準氯堿工業(yè)，開啟離子膜研發(fā)

張永明1960年出生于河南省杞縣，是上海交通大學化學化工學院教授，長期從事功能高分子材料設計和合成研究，尤其在氯堿工業(yè)含氟高分子材料研究領域取得了突出成績。擁有授權發(fā)明專利100多項，發(fā)表SCI論文60多篇，獲得多個獎項。曾獲山東技術發(fā)明獎和國家技術發(fā)明獎，2010年被中華全國總工會評為全國勞動模范。

說到“氯堿工業(yè)”，大家可能對覺得陌生，但是在我們的日常生活中卻能找到它們的身影——2005年“非典”來臨時，著實火了一把的84消毒液，就是由氯氣和燒堿反應制備的。氯氣制備的鹽酸，是一般潔廁液的主要成分；制備的漂白粉，廣泛用于食品行業(yè)如飲用水和果蔬的殺菌消毒，還常用于游泳池、浴室、家具等設施及物品的消毒，此外也常用于油脂、淀粉、果皮等食物的漂白。工業(yè)上還可用于廢水脫臭、脫色處理，制備多種農(nóng)藥、含氯的有機溶劑。氯氣用于制備塑料，其中聚氯乙烯塑料（簡稱PVC）大家應該很熟悉，幾乎每個人都要用到它。

既然氯堿工業(yè)是如此重要，那么，生產(chǎn)氯氣和燒堿的關鍵設備電解槽的核心部件——全氟離子膜，其國產(chǎn)化對于我們國家工業(yè)和國民生產(chǎn)安全運行就顯得特別迫切。

多年來，我國政府對全氟離子膜的研究開發(fā)給予了極大關注?！傲濉?、“七五”期間，化工部與中國科學院牽頭組織了全氟離子膜的聯(lián)合攻關，大批科技人員付出了大量艱辛的勞動?！笆濉薄ⅰ笆晃濉逼陂g，科技部有將全氟離子膜作為重大項目立項，希望最終實現(xiàn)全氟離子膜國產(chǎn)化。

在過去的十幾年間，我國斥巨資引進國外3000多萬噸氯堿生產(chǎn)能力的全氟離子膜及其裝備，雖然大大改善了氯堿工業(yè)的裝備水平，解決了我國高質(zhì)量燒堿需要進口的難題，但是，隨著離子膜和離子膜裝備引進的增加，我國氯堿工業(yè)安全運行的隱患越來越嚴重，一旦出現(xiàn)不可預測因素，離子膜進口被阻斷，將對國民經(jīng)濟造成沉重打擊。因此，研究具有自主知識產(chǎn)權的全氟離子膜工程化技術，實現(xiàn)全氟離子膜的國產(chǎn)化，是科技界迫在眉睫的重大任務。

在張永明教授看來，以國家重大戰(zhàn)略需求為導向，高校與企業(yè)開展產(chǎn)學研合作，形成強大的科技創(chuàng)新力量，對推動我國基礎產(chǎn)業(yè)和新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)的健康快速發(fā)展具有重要意義。由此，開啟了上海交通大學和山東東岳集團長達近10年的離子膜研發(fā)。

勵精圖治攻關一舉打破壟斷

離子膜研發(fā)可謂一個龐大的系統(tǒng)工程，不僅需要投入大量資金，更需要一個強大的科研團隊，其研發(fā)難度可想而知。自從到東岳的第一天起，張永明團隊就以全身心的精力投入到離子膜研發(fā)中。

在承擔全氟離子膜材料研究課題時，課題組面臨一個十分嚴峻的難題，那就是在時間短、任務重的情況下，圓滿完成任務。在這種情況下，張永明在項目課題實施期間，始終與技術人員一道堅守在中試現(xiàn)場，從每一個試車方案、每一個操作細節(jié)和操作環(huán)節(jié)，他都要親自加以指導，及時解決技術上出現(xiàn)的難題。他吃住在現(xiàn)場，工作到深夜后，他就在簡陋的辦公室里休息一會。在其行動的感召下，現(xiàn)場所有實驗人員每天都以飽滿的精神工作10小時以上，期間，張永明也曾創(chuàng)下了連續(xù)一周不出實驗室的紀錄。

憑借在含氟新材料領域上較高的學術造詣和分析解決問題的能力，憑借多年艱苦奮斗、樸實嚴謹?shù)目蒲芯?，張永明帶領東岳研發(fā)團隊連續(xù)攻克了一系列全氟離子膜材料和全氟高分子材料的關鍵技術，申請了幾十項發(fā)明專利，突破目前國外專利技術的壟斷和保護，對促進我國高性能特種高分子材料領域的發(fā)展具有重要意義。

張永明團隊以超人的毅力和智慧完成了氯堿全氟離子膜的研發(fā)，10年時間他們幾乎犧牲了所有的節(jié)假日和周末，還有兩位年輕的成員為此獻出了寶貴生命。中國氯堿全氟離子膜是張永明團隊的驕傲，也是中國的驕傲。從離子膜的研制成功到工業(yè)規(guī)格的離子膜大規(guī)模應用，張永明教授感慨道：在實現(xiàn)成功的路上經(jīng)歷了無數(shù)次失敗，但正是國家的急需、校企結(jié)合的平臺、各級領導的關心和期望以及研究團隊的忘我勞動，克服了一切難題，最終取得了成功。

2004年5月24日，“全氟離子交換膜材料研究”項目被國家列為“863計劃”重大項目；2005年9月8日，山東省人民政府召開東岳集團離子膜項目產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)場辦公會，離子膜項目被列為舉全省之力支持的山東省高新技術一號工程；2006年3月19日，東岳離子膜研究項目順利通過國家“863計劃”驗收；2006年12月18日，“全氟離子膜工程技術研究”被列為國家“十一五”科技支撐計劃重大項目。

2009年9月22日2:54，1.35米寬的全氟離子膜成功下線，一舉打破國外壟斷，中國成為全球第三個掌握這一技術的國家，解決了我國氯堿工業(yè)安全問題，氯堿工業(yè)有了“中國心”。

張永明教授深有感觸地說：“搞科學研究，就是要做好吃苦的準備，不吃苦就出不了成果?！睆?006年承擔國家“十一五”科技支撐計劃重大項目“全氟離子交換膜工程技術研究”至今，張永明一直兢兢業(yè)業(yè)奮斗在第一線，從東岳到全國各地甚至國外，通過不斷的交流與研習，努力掌握當前世界最先進的信息技術。

淡然面對榮譽力爭再立新功

氯堿工業(yè)中全氟離子膜的研發(fā)成功，不僅攻克了困擾我國30年之久的重大科技難題，擺脫了美國和日本的長期壟斷，為我國化學工業(yè)的發(fā)展做出了重大貢獻，而且對于推動我國民族產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)自主創(chuàng)新具有重要意義，也為探索產(chǎn)學研合作的有效模式，提供了有益經(jīng)驗。

2006年，團隊圓滿完成了“十五”國家863計劃“全氟離子交換膜材料研究”的全部任務，取得了一系列核心技術突破，到2010年，圓滿完成了“十一五”國家支撐計劃“全氟離子膜工程技術研究”全部任務，幅寬1.35米寬的通用尺寸的國產(chǎn)氯堿工業(yè)離子膜全套生產(chǎn)線建成投產(chǎn)。2010年5月14日，東岳氯堿離子膜已在中化集團滄州大化黃驊氯堿廠工業(yè)氯堿生產(chǎn)裝置上一次性送電成功。2010年“七一”到來之前，上海交通大學與東岳集團校企聯(lián)合研發(fā)的離子膜在東岳公司萬噸氯堿裝置上應用成功，標志著氯堿用離子膜已完全實現(xiàn)國產(chǎn)化。

全氟離子膜具有廣泛用途，它不僅是我國重要基礎產(chǎn)業(yè)——氯堿工業(yè)的核心材料，支撐我國大多數(shù)行業(yè)的安全運行和健康發(fā)展，更是新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)——燃料電池汽車發(fā)動機的核心部件、以及能源領域核心材料，張永明教授在這些領域的的研究走在了世界的前列。

面對如此重大的科研成果和隨之而來的諸多榮譽，作為研發(fā)團隊的領軍人物張永明教授十分淡定。他謙虛地表示，今后的路還很長，將發(fā)揚勞模精神，為我國的科技創(chuàng)新再立新功。