中心簡介
華南理工大學聚合物新型成型裝備國家工程研究中心是按高新技術模式、以現代企業機制於1998年2月由國家計委批准而組建的具有法人資格的經濟實體(企業名稱:廣州華新科實業有限公司),是中國從事高分子材料成型加工及成型機械研究的最重要單位之一。工程中心以材料學、材料加工工程和機械設計及理論三個博士學科點為依託,研究工作涉及聚合物擠出、混煉、注射、吹塑、壓延、共擠出、反應成型等加工工程技術,以及聚合物加工原理、聚合物加工流變學、高分子材料成型加工機械設計原理、高分子材料結構與性能、聚合物電磁動態成型原理等套用基礎理論,尤其是在自己開闢的“聚合物電磁動態成型新方法和新設備”研究領域,成功地將振動力場引入到聚合物塑化成型加工全過程,開創性地提出了聚合物電磁動態塑化擠出、混煉、注塑等方法及原理,從根本上改變了傳統聚合物成型加工過程及設備的工作原理、換能方式和結構形式,取得了具有世界影響力的研究成果。
近年來,聚合物新型成型裝備國家工程研究中心先後承擔了國家自然科學基金、國家自然科學基金重點項目、國家傑出青年基金、國家教委跨世紀人才計畫基金、教育部博士點基金、廣東省自然科學基金、國家科委火炬計畫預備項目、國家“十五”、“八五”、“九五”重點科技計畫(攻關)、國家863計畫等國家科研項目50多項,發表論文近300餘篇,取得中國及國際發明專利權6項,獲得省部級及國家級獎勵10項,已產業化成功的成果4項。工程中心已相繼建立了研究開發基地、產品示範基地和科研成果產業化基地。
中心的主要任務和目標是以市場為導向,依託已獲中國、美國、歐洲和日本等國家發明專利的“電磁動態塑化技術”,針對我國塑膠加工業對高性能加工機械的需要,結合電磁動態成型原理,充分發揮先進的研究手段和強大的科研隊伍優勢,研究成型新工藝技術及其設備製造工藝與規範、加工過程仿真技術以及計算機輔助設計、輔助工程、輔助加工技術等,開發塑膠電磁動態擠出機、混煉機和注塑機等系列設備。建立“技術--工程化--市場化”的完善鏈條,推動高分子加工業及其機械製造業的技術進步。
中心現有科研人員25名,教授等高級職稱人員4名,副教授或高工副高職稱人員9名,中級職稱人員工12人,初步形成了基礎研究、套用研究、開發研究一條龍的科研格局。自中心組建以來,在科研開發、工程套用、市場化等方面取得了顯著進展,逐步完善了電磁動態塑化理論,多個國家級的在研項目均已取得了階段性的成果,同時,對產業化過程中的塑膠電磁動態擠出機、混煉機和注塑機進行了大量改進完善的工作,並組織力量開發了套用電磁動態擠出機的一系列配套設備。此外,為了中心產業化的順利進行和發展,已在廣州地區建立生產基地和新設備示範基地,並與北京、汕頭等地有關企業合作成立有限責任公司,進行配套產品的生產。
為了使中心管理企業化,我們在工作中不斷完善各類管理制度和工作程式,使各項管理更加規範化和科學化,以便中心逐步過渡到按有限責任公司的企業動作。
我們相信,在國家、省、市、學校等有關部門的大力支持下,在中心高層的領導下,通過全體員工的共同努力,發揮高技術的優勢,我們一定能在科研開發和科研成果產業化、中心建設等方面取得更大的成績,創造更好地社會效益和經濟效益。
中心主任:瞿金平
工學博士,教授,博士生導師,國家傑出青年科學基金獲得者,教育部"長江學者獎勵計畫"首批特聘教授,國家"863"計畫高性能結構材料主題專家,華南理工大學材料加工工程全國重點學科帶頭人,華南理工大學副校長。先後兼任《國外塑膠》副主編、《塑膠機械》副主編、《華南理工大學學報》編委、《中國塑膠》編委、《塑膠工業》編委、《塑膠》編委、《工程塑膠套用》編委、廣東省發明家協會理事、中國塑膠加工協會理事、中國改性塑膠專業委員會副理事長、中國材料研究學會常務理事、廣東省新材料研究學會副理事長。
他主持並完成國家級火炬計畫預備項目、國家"863" 計畫、國家重點科技攻關、國家自然科學基金和相關工程配套項目等30多項, 獲得國家、部、省級鑑定成果11項,其中7項成果由科學院士和工程院士等專家組成的鑑定委員會一致認為:屬國際領先水平。"聚合物電磁動態塑化擠出方法及設備"先後獲得中國、美國、日本、歐洲等8個國家和地區發明專利權;"電磁式聚合物動態注射成型方法及裝置"先後獲得中國、美國、俄羅斯、歐洲等11個國家和地區發明專利權。1995年獲得專為世界各地在製造業做出特殊貢獻的華裔科學家而設立的蔣氏科技成就獎(Chiang's Technology Achievement Award)。"塑膠電磁動態塑化擠出方法及設備" 1995年獲廣東省科技進步特等獎、1997年獲得國家技術發明二等獎和中國專利發明創造金獎;"聚合物動態反應加工技術及裝備"2001年獲得"九五"國家重點科技攻關計畫優秀科技成果獎,"SJDD系列塑膠電磁動態塑化擠出設備"2001年獲得中國高校科學技術進步一等獎,"聚合物電磁動態塑化擠出方法及設備" 2002年獲得教育部技術發明一等獎,"電磁式聚合物動態注射成型方法及裝備"獲得2003年度中國專利優秀獎、2004年度廣東省專利金獎及2005年度第十五屆全國發明展覽會金獎,"螺桿一線式聚合物脈動塑化注射成型設備"獲廣東省科技進步二等獎。
他首次提出振動力場作用下聚合物動態塑化成型原理及方法;發明並研製成功塑膠電磁動態塑化擠出設備、混煉設備、注塑設備;在理論上基本探明了振動力場對聚合物加工過程中行為與回響的作用機制及對聚合物結構與性能的影響規律;提出並實現了振動力場作用下聚合物動態反應擠出的工程技術方法及設備。研究工作被國內外專家認為取得了在國際上具有獨創性的成果,是聚合物成型方法及設備的重大突破,將導致傳統設備的更新換代。
瞿金平教授多年來的科研與教學工作獲得了國家和社會的高度肯定,1992年獲中華人民共和國政府特殊津貼,1994年被評為廣東省先進工作者,1995年被評為全國先進工作者,1995年入選國家教委跨世紀人才計畫,1996年被廣東省委授予廣東省優秀中青年專家稱號,1996年獲第三屆中國青年科學家獎,1997年入選廣東省"千百十"人才工程計畫(國家級培養對象);1997年獲廣東省首屆優秀青年科學家獎;1997年獲國家級"中青年有突出貢獻專家"稱號; 1999年被廣東省評為南粵傑出教師;2001年獲得"九五"國家重點科技攻關"突出貢獻者"獎;2001年獲得廣東省高等學校"千百十"人才計畫先進個人特等獎; 2001年科學技術部、財政部、國家計委、國家經貿委"九五"國家重點科技攻關計畫突出貢獻者獎;2004年獲廣東省優秀專利發明者。
研究方向
主要研究方向
聚合物動態成型理論與裝備
聚合物動態塑化擠出、混煉、注射、成型理論及其在相應的塑膠電磁動態成型加工設備中的套用研究
高分子材料加工過程動力學
高分子材料成型加工過程中非線性現象的模擬和仿真及其非線性動力學理論、對聚合物成型加工新裝備智慧型化的套用
聚合物加工過程中高分子物理化學
振動力場作用下高分子材料聚集態結構、聚合物複雜流體在加工過程中的高分子物理問題及高分子材料在加工過程中的力化學問題
聚合物反應加工技術及理論
振動力場強化聚合物反應加工過程傳遞原理、化學反應機理及聚合物電磁動態反應加工裝備
橡膠、塑膠混煉理論與智慧型控制
橡膠、塑膠混煉過程及混煉效果理論表征、多相多組分體系在混煉過程中的相分離及橡膠、塑膠混煉過程智慧型控制
關鍵技術覆蓋範圍
聚合物電磁動態成型機理及其設備研究。
高分子材料成型新技術與新設備工程化研究。
工程化驗證、中試、小批量試生產。
承擔國家重大的與產業化相關的各種任務。
超小型聚合物成型設備(儀器)的生產、製造、銷售。
高分子材料結構與性能的測試、分析研究。
技術諮詢與市場服務。
人才培養及國際交流。
項目成果
研究項目
本研究工程中心得到了國家計委、國家科委、國家教委、國家自然科學基金委員會、廣東省計委、科委、廣東省自然科學基金委員會以及化工部等部門的高度重視和大力支持,獲得了多項基金項目資助,為建立新的聚合物成型加工理論及相應新設備的產業化打下了良好基礎。下表為主要承擔的國家級項目情況。
序號 項 目 名 稱
任 務 來 源
1 聚合物動態成型過程中的高分子物理化學問題研究 國家自然科學基金項目
2 高聚物複雜流體的序態、結構和動力學行為研究 國家自然科學基金重點項目
3 聚合物動態成型過程中相傳遞及臨界現象探索 國家自然科學基金項目
4 改性塑膠動態擠出混煉機能模擬 國家自然科學基金項目
5 聚合物在振動場作用下的非線性動力學研究 國家自然科學基金項目
6 基於三維層析成像的高分子材料電磁動態成型過程的研究 國家自然科學基金項目
7 聚合物電磁動態擠出機理研究 國家自然科學基金項目
8 聚合物電磁動態擠出方法及設備 國家星火計畫項目
9 工程塑膠電磁動態多級多螺桿縮聚反應器研製開發 “九五”國家重點科技攻關項目
10 工程塑膠連續動態行星螺桿縮聚反應器研製開發 “九五”國家重點科技攻關項目
11 改型塑膠電磁動態二級三螺桿反應擠出機的研製開發 “九五”國家重點科技攻關項目
12 塑膠合金電磁動態二級捏合元件反應擠出機的研製開發 “九五”國家重點科技攻關項目
13 電磁動態塑膠混煉擠出機的研製開發 “八五”國家重點科技攻關項目
14 電磁動態塑膠注塑機的研製開發 “八五”國家重點科技攻關項目
15 高分子材料反應加工過程中振動力場強化傳熱機理研究 教育部博士學科點基金
16 改性聚合物動態強化混煉過程相態結構變化的研究 廣東省自然科學基金項目
17 新型高分子材料電磁動態成型機理的三維層析圖像化研究 廣東省自然科學基金項目
18 聚合物在振動力場作用下的非線性行為與回響研究 廣東省自然科學基金項目
19 塑膠吹塑中型坯吹脹與製品冷卻的動力學 國家自然科學基金項目
20 高性能橡膠輪胎的基礎研究 國家自然科學基金項目
21 橡膠粘彈性和粒狀填料對橡膠共混物結構與性能的影響 國家自然科學基金項目
22 密煉機橡膠混煉流變理論的深化研究和套用 國家自然科學基金項目
23 界面共軛互穿的形成、結構與性能研究 國家自然科學基金項目
24 聚苯乙烯/聚乙烯合金的兩步交聯加工增容增韌機理研究 國家自然科學基金項目
25 填充型粉末橡膠的界面結構與補強效應的研究 國家自然科學基金項目
26 粉末橡膠與塑膠共混體二重相界面結構的增韌機理研究 國家自然科學基金項目
27 共軛聚合物/層狀二氧化錳相嵌電極材料的混雜效應機制 國家自然科學基金項目
28 帶電離基高分子體系靜電相互作用轉變及凝聚態變化 國家自然科學基金項目
29 聚苯胺液晶的製備、結構與性能的研究 國家自然科學基金項目
30 各種場量作用下基礎微孔塑膠發泡成核機理的研究 國家教委博士學科點基金
31 密煉機混煉工藝智慧型控制技術 化工部基金
32 高性能子午線輪胎用橡膠複合材料的分子設計和材料設計 教育部重點科技項目
成果獎勵
通過十幾年的辛勤工作,取得了豐碩成果。獲得的成果及獎勵見下表。
序號 成果(項目)名稱 獲獎情況
獎別(國家、省、部)名稱 等級 年份
1 聚合物電磁動態塑化擠出方法及設備 國家技術發明獎 二等獎 1997
2 電磁動態塑化擠出方法及設備 中國專利獎 金獎 1997
3 塑膠電磁動態塑化擠出設備 廣東省科技進步獎 特等獎 1995
4 塑膠電磁動態塑化擠出設備 廣東省“八五”重點科技項目 十大科技成就獎 1996
5 Plastics Electromagnetic Dynamic Plasticating Extrusion Machine 香港蔣氏科技成就獎 瞿金平個人獲獎 1995
6 塑膠電磁動態塑化擠出設備 國家教委 技術鑑定 1993
7 電磁動態塑膠混煉擠出機的研製開發 國家教委 技術鑑定 1998
8 電磁動態塑膠注塑機的研製開發 國家教委 技術鑑定 1995
9 SJDD系列塑膠電磁動態塑化擠出機產業化開發 國家機械工業部 產品鑑定 1997
10 電磁動態塑化擠出方法及設備 中國專利 發明專利 1992
11 Method and Equipment for Electromagnetic Dynamic Plasticating Extrusion of Polymer Materials 美國專利
歐洲共同體專利
日本專利 發明專利 1993
1995
1995
12 螺桿一線式電磁動態塑化擠出機 中國專利 發明專利 1994
產業開發
為了實現科技成果與經濟效益的有機結合,本中心正在建立“五個基地”和“六個中心”,以便配合產業開發方面的需要。
五個基地
聚合物電磁動態成型技術、裝備工藝工程研究開發基地;
聚合物動態加工過程模擬仿真工程研究開發基地;
機加工試製基地;
關鍵技術(保密技術)研製基地;
產、學、研一體化高等教育基地。
六個中心
電磁動態塑化成型加工技術基礎理論研究與實驗中心;
CAD/CAE/CAM中心;
高分子材料結構與性能分析測試中心;
聚合物新型成型機械產品質量監督檢測中心;
人才培訓中心;
市場服務及技術諮詢中心。
中心基金
從1998年起,本工程研究中心設立“聚合物新型成型裝備國家工程研究中心技術開發與研究基金”。“中心基金”的設立,旨在通過基金制形式,加強合作研究與交流,促進國家工程研究中心的建設和發展,推動聚合物成型加工及機械領域內的基礎研究及套用研究,培養造就科技優秀人才,為解決聚合物新型成型裝備研製開發中的技術難點提供新思想、新概念、新原理等基礎性技術,開拓學科間交叉、滲透的新研究領域。
本研究基金主要面向確有科研優勢和能力承擔聚合物成型裝備科技基礎性研究,並有利於研究成果進一步開發套用的高等院校、科研單位和重點實驗室。研究基金經費主要來源於國家工程研究中心提供的研究經費,同時還鼓勵自籌資金。
1998年,工程中心聘請了學術上造詣深、知識面廣、公道正派、熱心於研究基金工作的專家組,對全國二十多位申請者的研究基金項目申請進行認真評審,最後有四位申請者獲得了本“中心基金”的資助(見下表)。
序號 項目名稱 合作單位 課題負責人
1
電磁振動力場作用下聚丙烯共混物一步法反應擠出研究 清華大學化工系 謝續明
2
通過高分子複合和電磁動態技術實現聚乙烯醇的吹塑成膜 四川大學高分子研究所 王 琪
3
振動場中聚合物熔體矩形流的偏微分方程的數值解法 華南理工大學計算機系 彭 宏
4
有機/無機物納米複合物製備高韌性高強度陶瓷材料 華南理工大學化工研究所 陳中華
發展前景
聚合物新型成型裝備國家工程研究中心將針對我國塑膠、橡膠、化纖行業對高性能成型加工機械設備的需要,根據瞿金平教授提出的“聚合物電磁動態成型”和“機械結構集成化”原理和技術,研製和開發塑膠電磁動態塑化擠出機、混煉機和注塑機系列設備,將使國際首創的高科技成果儘快地轉化成現實生產力,擴大其市場占有率,縮短新產品成熟周期,完善產品質量,並取得優良的經濟效益。
本工程研究中心還將針對我國聚合物加工行業總體水平比較落後的狀況,在技術集成的基礎上,致力於面向工廠企業的成套技術開發、技術服務,從而有力地推動聚合物加工業及機械製造業的技術進步,並使工程研究中心自身形成規模企業。