科研靈感:從潮汕牛肉丸中獲得
瞿金平說,從塑料加工的學術角度講,螺桿是靠給物料施加具有“剪刀差”的剪切形變而工作的,同時物料也承受了少量拉壓形變的作用。他們過去十幾年在研究塑料動態塑化加工過程中發現,螺桿之所以能縮短,是由于其軸向振動增加了對物料的拉壓形變作用。如果反其道而行之,塑料加工時主要承受拉壓形變作用,而剪切形變作用是次要的,是否就可以不需要螺桿呢?一個大膽的設想就這么誕生了!斑@就是我提出以拉伸流變為主導的塑料塑化輸運機理的背景”。
對于“拉伸流變”的原理,瞿金平說其靈感源于頗具廣東特色的潮汕牛肉丸。“潮汕牛肉丸是不是越吃越有嚼頭?其之所以有韌勁耐嚼不就是因為牛肉不是切碎而是打出來的,做牛肉丸的人實在是太聰明了,我們何不也試試塑料加工不用螺桿呢?”由此,他們團隊想到了要拿掉螺桿!但用什么取而代之呢?葉片!他們想到葉片在由定子、轉子及葉片組成的特定幾何空間中轉動時帶動物料輸送,同時隨流道截面積由小到大再由大到小周期性變化過程中承受拉伸和壓縮作用,這樣就擺脫了在使用螺桿輸送塑化過程中對物料很強的剪切作用從而使其大分子鏈斷裂的過程,如此一來,既加快了物料的輸送塑化效率,又避免了物料大分子結構的改變,從而大大提高了生產效率和塑料制品的生產質量。
技術推廣:推動新技術在廣東產業化
新設備樣機生產出來之后,瞿金平非常關心樣機在企業的實際生產情況,畢竟只有一線的員工才最有資格判定機器是不是真的合格!敖涍^在東莞、汕頭、武漢、深圳等地企業的實際生產狀況統計,我們的物料損耗大大降低,能耗下降約30%左右,污染自然也就跟著得到大大下降。”同時,塑料無螺桿塑化擠出技術及設備經行業有關專家鑒定,是國內外高分子材料成型加工領域的重大創新,處于國際領先水平。
新技術擺脫了塑料加工機械200年來都未曾離開過的螺桿,也醞釀著塑料加工機械及相關行業的一場技術升級換代“風暴”。早在2009年5月,參加廣州國際橡膠塑料機械展覽會的時候,就有德國、意大利、日本等國從事塑料加工設備生產的大公司向瞿金平及其團隊遞出了橄欖枝,表示出了強烈的轉讓技術的意愿!半m然此前有個國內企業老總愿意出1.3個億買斷我的技術,但我還是要在廣東投資設廠進行新設備的產業化。畢竟廣東才是孕育這一技術的發源地!宾慕鹌秸f,廣東的塑料產業產量占據全國四分之一強,穩居全國第一,在本省投產最合適!斑@是塑料生產行業洗牌的大好時機,也是我們在國際塑料加工機械領域打翻身仗的絕佳機會。”
在他的塑料無螺桿塑化擠出技術及設備取得成功后,瞿金平教授又開始了新的重大課題的研究工作。面對日益嚴重的塑料污染問題和石油枯竭問題,瞿金平基于他自己的無螺桿塑化加工技術給出了他的思路:“既然當下我們的生活還離不開塑料制品,那就不妨試著在生產過程中減少塑料的使用量!彼蛩憷脧U棄的中藥渣、甘蔗渣以及秸稈等這些廢棄生物與少量的原本只用石油提煉而來的塑料顆粒一起作為塑料生產的物料,從而減少石油的使用量,加快廢棄塑料的降解速度。這種物料用螺桿加工機械是無法加工的,而如何改利用新的無螺桿塑化加工技術并找到廢棄生物質和塑料顆粒的合理混合比例的同時又不降低塑料制品性能則成了他要重點攻克的問題。
而針對我國石化工業乙烯工程使用的大型螺桿擠壓造粒機組長期被國外企業壟斷、備件供應聯手抬價等使我國企業處于不利的局面,瞿金平還計劃開發大型無螺桿葉片擠壓造粒機組,這一有自主知識產權又不需要制造大直徑長螺桿的技術設備,完全可以打破國外技術壁壘!叭绻@些目標實現了,那這個產業就更大啰!”他信心滿懷地說。
- 華南理工瞿金平院士團隊招聘博士后、科研助理、碩博生 - 機械、材料、動力工程與工程熱物理、控制、化工、數學、力學 2026-03-12
- 瞿金平院士/牛冉研究員 CEJ:光熱驅動微馬達用于增強鹽湖鹵水中的鋰提取 2025-08-31
- 瞿金平院士華科大團隊牛冉研究員 J. Hazard. Mater.:離子交換誘導多種效應促進微馬達從非海水體系中去除鈾 2024-11-26
- 青島科技大學與大連橡膠塑料機械公司簽訂校企合作協議 2013-10-18
- 《聚合物泡沫塑料加工技術研討會》將于9月28日在北京舉辦 2010-07-23
- 北京化工大學塑料機械與工程塑料研究所業內領先 2008-12-26
- 北化王建教授課題組:超大長徑比雙螺桿擠出機在聚丙烯腈纖維干噴濕法紡絲中的應用 2023-06-21