您当前的位置 : 南开大学 >> 南开要闻
【关注天开园】天津时金:一滴油的故事
来源: 南开大学新闻网发稿时间:2024-05-21 17:18

  【编者按】作为科技创新策源地、科研成果孵化器、科技服务资源集聚区,天开园承载着以科技创新推动产业创新、加快发展新质生产力的重要使命。这里是一片创新创业的沃土,一年来,我们在这里见证了无数企业从零到一的成长历程,感受了科技与市场的激烈碰撞,也分享了成功与挑战交织的创业故事。在天开园开园一周年之际,我们将集中展示天开园里那些在创业浪潮中砥砺前行的企业风采,传递勇于创新的创业精神,点燃更多创业者的激情,为南开大学“双一流”建设、天津市高质量发展激发新的科创力量。

南开新闻网通讯员 付坤 田博欣 摄影 张家畅

  在位于南开大学科技园的天津时金新材料有限公司实验室里,工作人员正有条不紊地忙碌着,他们介绍说:“我们现在正在做的是第一步的合成反应,反应原料会在特定的条件下发生聚合。通过精准控制聚合条件,就可以得到不同分子量的全氟聚醚初步产物。后续还会有端基稳定化反应。最终,我们合成饱和全氟聚醚。”

  天津时金新材料有限公司于2023年3月成立,公司主要创始人、南开大学化学学院教授李伟介绍说,这是一家以新材料技术研发、合成材料制造、新型催化剂及助剂开发为主的新兴企业,主营产品包含但不局限于不同分子量范围的饱和全氟聚醚、全氟聚醚衍生物、各类氟碳流体。

从无到有 矢志打破国外技术封锁

  全氟聚醚是一种常温下为液体的高分子合成聚合物,因其独特的分子结构,具有密度大、表面张力低、挥发性低、耐高温、耐高负荷、高度稳定、耐腐蚀、抗磨损、阻燃、不导电等优点。可以说,全氟聚醚是一种在苛刻环境下极为可靠的润滑剂,能广泛应用于航空航天、核工业、磁介质等高端领域。

  “全氟聚醚其实是一种特种润滑油。”天津时金新材料有限公司总经理王秋艳说,它可用于航空航天动力系统的润滑和密封;是核工业超速离心机轴承润滑唯一可用材料;在各种半导体集成块生产中用作机械泵的润滑并作为电子仪器中磁记录介质的润滑剂;是机电工业、汽车工业及高温高负载高腐蚀各种极端工况条件下机械润滑用材料。

  随着科技的飞速发展,全氟聚醚的应用领域越来越广。中国是目前全球全氟聚醚消费最大的国家之一,市场需求量也呈逐年增长的趋势,2023年我国全氟聚醚市场规模约10.13亿元。“可是全氟聚醚核心技术一直由几个国际知名公司掌握,部分产品属于‘出口限制’范畴。”王秋艳说,这种封锁严重影响了我国航空航天、核工业等重点领域相关项目的实施。

  为了打破国外的技术封锁,集中攻克“卡脖子”难题,2021年初,南开大学李伟教授科研团队决定:自己合成!并且在两年时间内迅速突破合成技术难点:2021年1月科研团队内部立项,2021年3月首次合成出产物,2021年6月24日申请专利,2022年9月2日获得专利授权。

从一滴油到产率99% 把关键核心技术掌握在自己手中

  全氟聚醚合成的背后,凝结了氟碳化合物技术创新团队所有成员的汗水和心血,他们不断攻克一个个技术难点。

  最难的就是合成工艺和方案的确定。

  “我们刚开始连续做了一个多月,每次反应结束,满心期待地去收产物时,发现原料都气化了,反应瓶里啥都没有,一点也没聚合。”王秋艳回忆,为了解决这个难题,团队成员聚在一起,一遍遍复盘、研究整个合成过程和方案。

  经过多次尝试,团队终于在实验室里合成了宝贵的全氟聚醚。

  “我们当时看到瓶子里面只有一滴像油,然后拿去检测,发现的确是全氟聚醚产物。”王秋艳说,虽说只有一滴,但极大地鼓舞了整个团队的士气。从这一滴油之后,产率很快就到了20%、30%……到现在一直稳定保持在99%以上。“99%的产率,说明了投进去的原料基本全部能聚合成这个产物。”王秋艳说。

  合成工艺的问题解决了,但团队马上迎来了第二个难题——端基的绿色稳定。“合成完之后,合成物的端基上会有一个酰氟基,由于酰氟基特别活泼,便会导致这个产品不稳定。”王秋艳说,全氟聚醚的应用场景决定了它必须保持极端稳定,才能够满足航空航天、核工业的需要。

  为解决这个问题,团队经过一系列系统性研究和优化,终于探索出绿色、高效的酰氟端基脱除方法,难题有了破解良方。 

从实验室到科技园 利好政策助推企业成果转化

  全氟聚醚实验室阶段完成后,2023年3月6日,团队在南开大学科技园注册成立了天津时金新材料有限公司,致力于让实验室成果走向市场。

  不过,全氟聚醚要想投入市场,必须对其性能指标做出更为全面和详细的测试。

  “全氟聚醚是应用在关键高端领域的,因此我们需要完全地掌握它的结构特征,这就得需要做氟谱。”可是,在做的过程中,王秋艳他们发现,全氟聚醚太稳定了,不好溶解,他们打了400 兆核磁氟谱,基本检测不到信号。

  要想解决这个难题,就需要更为精密的分析检测设备,特别是更加高分辨的核磁共振谱仪。作为一个刚刚成立的公司,面临少则几百万、多则几千万元的大型精密仪器设备,时金的团队人员犯起了难,这也是横在众多类似创业者面前的一道高门槛。

  值得庆幸的是,时金注册在南开大学科技园,坐落于天开园核心区。为了打通创新创业瓶颈,天开园大力推进科学仪器、试验设施等创新资源开放共享,这项政策也让时金面临的难题迎刃而解。时金充分利用南开大学的平台和资源,很快便完成了全氟聚醚投放市场前的结构解析。

  依托南开大学的科研资源和南开大学科技园的支持平台,时金科研团队迅速完成了全氟聚醚聚合物从合成到量产到检测的全过程。王秋艳介绍说,“目前,我们的全氟聚醚类产品正在向市场推广,这将大大弥补国产全氟聚醚类产品的空白,突破国外对该产品的出口限制和封锁。全氟聚醚衍生物、氟碳流体等产品的研发也取得了一系列的成绩,新的技术增长点正在孕育。”

  现在的时金人,卯足了干劲儿,正以“惜时如金”的从业精神百分百投入到新材料设计开发领域,致力于准确把握市场需求,以更优工艺、更高品质“点石成金”,实现关键技术领域自主可控,早日将公司做大做强,服务地方经济社会发展和国家重大战略需求。

编辑:丛敏

微信往期推送
更多...
南开大学与弗林德斯大学合作...
南开大学京剧团与台北京剧团...
陈雨露调研医学院
南开大学-新奥集团认知科技创...
中国式现代化与地方政府发展...
南开大学举行2024届毕业生表...
近代的南开与天津
陈雨露率队访问通用技术集团
校党委常委会(扩大)会议暨...
校领导带队赴陕西开展招生宣...
新闻热线:022-23508464 022-85358737投稿信箱:nknews@nankai.edu.cn
本网站由南开大学新闻中心设计维护 Copyright@2014 津ICP备12003308号-1
南开大学 校史网
版权声明:本网站由南开大学版权所有,如转载本网站内容,请注明出处。