在位于天開園的天津時金新材料有限公司內,工作人員正有條不紊地忙碌著。“我們現在正在做的是第一步的合成反應,反應原料會在特定的條件下發生聚合。通過精準控制聚合條件,就可以得到不同分子量的全氟聚醚初步產物。后續還會有端基穩定化反應。最終,合成飽和全氟聚醚。”天津時金新材料有限公司總經理柴博翰介紹道。
柴博翰對記者講,這一連串的化學名詞及反應術語說到底就是合成一種特種潤滑油。全氟聚醚就是這種油,因其獨特的分子結構,具有密度大、表面張力低、揮發性低、耐高溫、耐高負荷、高度穩定、耐腐蝕、抗磨損、阻燃、不導電等優點。可以說,全氟聚醚是一種在苛刻環境下極為可靠的潤滑劑,能廣泛應用于航空航天、核工業、磁介質等高端領域。
天津時金新材料有限公司就是這樣一家以全氟聚醚等新材料技術研發、合成材料制造、新型催化劑及助劑開發為主的科技型公司。在公司入駐天開園之前,研究全氟聚醚的道路也是充滿了荊棘。“
隨著科技的飛速發展,全氟聚醚的應用領域越來越廣。中國是目前全球全氟聚醚消費最大的國家之一,可是全氟聚醚核心技術一直由幾個國際知名公司掌握,部分產品屬于‘出口限制’范疇,這種封鎖嚴重影響了我國航空航天、核工業等重點領域相關項目的實施。”柴博翰回憶起當初無限感慨,“為了打破國外的技術封鎖,集中攻克‘卡脖子’難題,2021年初,南開大學李偉教授科研團隊決定自己合成!”
“我們剛開始連續做了一個多月,每次反應結束,滿心期待地去收產物時,發現原料都氣化了,反應瓶里啥都沒有,一點也沒聚合。”柴博翰說,為了解決這個難題,團隊成員一遍遍復盤、研究整個合成過程和方案。經過多次努力,終于在實驗室里合成了寶貴的全氟聚醚。“我們當時看到瓶子里面只有一滴像油一樣的物質,然后拿去檢測,發現的確是全氟聚醚產物。”柴博翰說,從這一滴油之后,產率很快就到了20%、30%……到現在一直穩定保持在99%以上。
合成工藝的問題解決了,接下來團隊又經過一系列系統性研究和優化,探索出綠色、高效的酰氟端基脫除方法,使產品穩定。全氟聚醚實驗室階段完成后,下一步就是要讓實驗室成果走向市場。
全氟聚醚應用在關鍵高端領域,因此要完全地掌握它的結構特征,就得需要更為精密的分析檢測設備,例如核磁共振譜儀來做氟譜。作為初創公司,面臨少則幾百萬、多則幾千萬元的大型精密儀器設備,團隊人員犯起了難,這也是橫在眾多類似創業者面前的一道高門檻。
值得慶幸的是,時金新材料有限公司坐落于天開園核心區。為了打通創新創業瓶頸,天開園大力推進科學儀器、試驗設施等創新資源開放共享,這項政策也讓時金面臨的難題迎刃而解,很快便完成了全氟聚醚投放市場前的結構解析,迅速完成了全氟聚醚聚合物從合成到量產再到檢測的全過程。
目前,天津時金新材料有限公司的全氟聚醚類產品正在向市場推廣,這將大大彌補國產全氟聚醚類產品的空白,突破國外對該產品的出口限制和封鎖。全氟聚醚衍生物、氟碳流體等產品的研發也取得了一系列的成績,新的技術增長點正在孕育。“我們公司的名字有兩個含義,‘惜時如金’與‘點石成金’,團隊將致力于以更優工藝、更高品質投入到新材料設計開發領域,服務地方經濟社會發展和國家重大戰略需求。”柴博翰鉚足了干勁兒。