2018年科技進(jìn)步獎提名項目公示
一、 項目名稱：高性能芳綸制備關(guān)鍵技術(shù)與產(chǎn)業(yè)化
二、 提名者及提名意見
提名者：上海市
提名意見：
高性能芳綸包括芳綸II和芳綸III，是產(chǎn)量應(yīng)用廣的高性能纖維，是安全、經(jīng)濟(jì)建設(shè)和科技進(jìn)步不可或缺的重要戰(zhàn)略物資，我國進(jìn)行近40年技術(shù)攻關(guān)，長期依賴進(jìn)口，多種戰(zhàn)略武器裝備研發(fā)生產(chǎn)受制于人。項目在973計劃等支持下，開展產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合科技攻關(guān)，開展了系統(tǒng)基礎(chǔ)研究，揭示了芳綸制備過程的基本科學(xué)規(guī)律，突破了超高分子量PPTA連續(xù)穩(wěn)定制備、液晶紡絲、高模量化、剛性鏈聚合物溶液紡絲與高倍拉伸等核心關(guān)鍵技術(shù)，并自主設(shè)計制造了成套生產(chǎn)裝備，形成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高性能芳綸產(chǎn)業(yè)化成套技術(shù)體系和裝備。在國內(nèi)4家企業(yè)建立多條生產(chǎn)線，實現(xiàn)芳綸II和芳綸III產(chǎn)業(yè)化，使我國成為少數(shù)實現(xiàn)芳綸產(chǎn)業(yè)化的，使我國多種重要武器裝備生產(chǎn)不再受制于人。
項目產(chǎn)品包括對位芳綸、高模量芳綸、芳綸漿粕、高強(qiáng)、高模F-12芳III纖維等系列產(chǎn)品，并在100多家企業(yè)應(yīng)用，實現(xiàn)了芳綸II和芳綸III重要戰(zhàn)略物資的國產(chǎn)化，打破國外技術(shù)封鎖，在多種固體火箭發(fā)動機(jī)殼體、多種型號戰(zhàn)斗機(jī)、航空發(fā)動機(jī)、臨近空間飛艇、多種高超音速發(fā)動機(jī)防熱材料、飛行員頭盔等武器裝備應(yīng)用，基本滿足了我國武器裝備生產(chǎn)需求，為新型武器裝備的研發(fā)打下良好基礎(chǔ)。相關(guān)產(chǎn)品正在大型飛機(jī)、艦艇等在重大工程項目進(jìn)行關(guān)鍵原材料國產(chǎn)化應(yīng)用評價。
對照科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎授獎條件，申報材料內(nèi)容真實，材料完整，附件齊全，完成人員排序合理。提名該項目申報2018年度科技進(jìn)步二等獎。
三、項目簡介
本項目屬紡織科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。高性能芳綸包括芳綸II和芳綸III，是國防、航空航天、經(jīng)濟(jì)建設(shè)和科技進(jìn)步等領(lǐng)域不可或缺的重要戰(zhàn)略物資，我國進(jìn)行近40年技術(shù)攻關(guān)，長期依賴進(jìn)口，武器裝備生產(chǎn)受制于人，嚴(yán)重威脅安全。項目在973計劃等支持下，強(qiáng)化關(guān)鍵科學(xué)問題研究，強(qiáng)化關(guān)鍵技術(shù)突破，強(qiáng)化工程集成和成套裝備研發(fā)，實現(xiàn)芳綸II和芳綸III的產(chǎn)業(yè)化，基本滿足需求。主要技術(shù)創(chuàng)新如下：
創(chuàng)新點1：系統(tǒng)研究了剛性鏈聚合物制備基本科學(xué)問題；攻克了聚合誘導(dǎo)相轉(zhuǎn)變調(diào)控、聚合副反應(yīng)控制、溶劑回收與高純化、雙螺桿結(jié)構(gòu)設(shè)計等關(guān)鍵技術(shù)；開展工程集成，研發(fā)連續(xù)聚合成套裝備，建立年產(chǎn)1000噸超高分子量PPTA樹脂生產(chǎn)線，突破了PPTA及其共聚物制備產(chǎn)業(yè)化瓶頸，PPTA比濃對數(shù)黏度達(dá)到9.2 dl/g（國內(nèi)外6.5 dl/g），在國際上率先實現(xiàn)了超高分子量PPTA樹脂的產(chǎn)業(yè)化。
創(chuàng)新點2：利用同步輻射光源等系統(tǒng)研究了剛性鏈PPTA及其共聚物紡絲過程凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)與微缺陷形成機(jī)制和調(diào)控方法；提出少量超高分子量PPTA共混液晶紡絲新技術(shù)，攻克了液晶紡絲穩(wěn)定性技術(shù)難題；研發(fā)了高粘度液晶流體快速溶解、脫泡、過濾新技術(shù)，攻克了液晶紡絲“降解”和“包芯”的難題。研發(fā)了包括液晶紡絲成套生產(chǎn)裝備，建立年產(chǎn)1000噸芳綸II生產(chǎn)線，產(chǎn)品達(dá)到K29國際水平；研發(fā)了剛性鏈溶液紡絲成套裝備，建立年產(chǎn)50噸剛性鏈溶液紡絲生產(chǎn)線，生產(chǎn)多種規(guī)格的F-12纖維。
創(chuàng)新點3：項目系統(tǒng)研究剛性鏈芳綸纖維高模量化、共聚物纖維高倍拉伸與表面處理過程多級結(jié)構(gòu)與微缺陷調(diào)控方法、關(guān)鍵技術(shù)分子鏈降解調(diào)控方法、超臨界輔助優(yōu)化芳綸纖維與漿粕新方法。建立了年產(chǎn)1000噸高模量芳綸生產(chǎn)線，性能達(dá)到杜邦公司Kevlar 49水平，生產(chǎn)和質(zhì)量穩(wěn)定，率先實現(xiàn)了高模量芳綸國產(chǎn)化；建立年產(chǎn)500噸高高模量芳綸漿粕生產(chǎn)線，性能達(dá)到國外同類水平，分散性更好。建立年產(chǎn)50噸F12生產(chǎn)線，技術(shù)與產(chǎn)品性能達(dá)到國際水平；
項目申請中國發(fā)明41件，授權(quán)17件，申請并獲得國防發(fā)明4件，申請PCT4件，授權(quán)實用新型7件；編寫企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)3個，發(fā)表論文27篇，研發(fā)了成套生產(chǎn)技術(shù)體系和裝備，形成了中國高性能芳綸知識產(chǎn)權(quán)體系。
近三年，僅上述4家企業(yè)新增產(chǎn)值6.8億，利稅0.47億；項目系列產(chǎn)品替代進(jìn)口，在100多家企業(yè)應(yīng)用，新增產(chǎn)值約30億；我國每年進(jìn)口近1萬多噸芳綸，項目成功后，國外壟斷公司降價打壓（從35萬/噸降到14萬/噸），間接為下游企業(yè)節(jié)約幾十億元；經(jīng)濟(jì)效益明顯。
項目實現(xiàn)了芳綸II和芳綸III重要戰(zhàn)略物資的國產(chǎn)化，打破國外技術(shù)封鎖和產(chǎn)品壟斷，可廣泛應(yīng)用于固體火箭發(fā)動機(jī)殼體、多種型號戰(zhàn)斗機(jī)、航空發(fā)動機(jī)、臨近空間飛艇、多種高超音速發(fā)動機(jī)防熱材料、飛行員頭盔等武器裝備應(yīng)用，基本能夠滿足了我國武器裝備研制和生產(chǎn)方面的需求，為新型武器裝備的研發(fā)提供了關(guān)鍵原材料，打下良好的基礎(chǔ)。相關(guān)產(chǎn)品正在大型飛機(jī)、艦艇等在研重大工程項目進(jìn)行關(guān)鍵原材料國產(chǎn)化的應(yīng)用評價。
四、客觀評價
1、權(quán)威檢測機(jī)構(gòu)評價：項目開發(fā)的通用級芳綸和高模量級芳綸纖維經(jīng)紡織制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心總后軍需裝備研究室士兵中心測試，纖維性能標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到杜邦公司K29，和K49水平，達(dá)到國際水平。項目開發(fā)的芳綸III纖維經(jīng)紡織制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心和北京化工大學(xué)測試，纖維性能達(dá)到俄羅斯芳綸III的性能水平。
2、鑒定會意見：1）“千噸級對位芳綸纖維制備國產(chǎn)化關(guān)鍵技術(shù)研究”項目由河北省科技成果轉(zhuǎn)化服務(wù)中心組織鑒定，鑒定意見結(jié)論為：“建立了千噸級生產(chǎn)線，實現(xiàn)了穩(wěn)定化生產(chǎn)；經(jīng)檢測，產(chǎn)品性能分別達(dá)到杜邦公司K29和K49的水平。項目整體達(dá)到國際水平。產(chǎn)品可替代進(jìn)口，市場前景廣闊”。2） F-12鑒定會報告：“通過對F-12纖維50噸/年生產(chǎn)線性能穩(wěn)定性技術(shù)研究，所生產(chǎn)的產(chǎn)品性能與國外同類纖維相當(dāng)，能滿足航空、航天用戶的要求，可更廣泛應(yīng)用于能源、交通、建筑等工程領(lǐng)域……，具有良好的經(jīng)濟(jì)和社會效益，應(yīng)用前景廣闊。本項目具有創(chuàng)新性、性，總體技術(shù)達(dá)到國際水平。”
3、項目技術(shù)查新報告：項目經(jīng)教育部科技查新工作站（G05）科技查新，結(jié)論為：“未見對數(shù)比濃粘度高達(dá)9.2dl/g的超高分子量PPTA樹脂的制備技術(shù)，或超高分子量PPTA液晶紡絲液的制備、過濾脫泡和紡絲技術(shù)，或?qū)ξ环季]纖維柔性生產(chǎn)技術(shù)及其生產(chǎn)線的研究報道”。
4、項目水平查新報告：項目經(jīng)教育部科技查新工作站（G05）科技查新，結(jié)論為：“對位芳綸纖維制備”總體研究成果在該領(lǐng)域處于國際水平，其中超高分子量PPTA樹脂產(chǎn)業(yè)化制備技術(shù)及含超高分子量PPTA液晶紡絲技術(shù)處于國際水平。
5、行業(yè)影響：項目核心內(nèi)容“超高分子量PPTA樹脂及其高模量芳綸纖維的結(jié)構(gòu)與性能”獲得2014年“中國化學(xué)纖維工業(yè)協(xié)會恒逸基金學(xué)術(shù)論文”一等獎；項目博士論文獲得中國復(fù)合材料學(xué)會“2016年度博士論文提名獎”。
6、獲省部級獎勵：1）項目相關(guān)內(nèi)容“超高分子量聚對苯二甲酰對苯二胺及其芳綸纖維制備關(guān)鍵技術(shù)與生產(chǎn)裝備國產(chǎn)化”，獲得上海市2014年度科技進(jìn)步一等獎（在該年度31項一等獎中排名第二）；2）項目相關(guān)內(nèi)容“高模量芳綸纖維產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)及其成套裝備研發(fā)”，獲得2014年度紡織工業(yè)聯(lián)合會科技進(jìn)步一等獎。3）“含雜環(huán)的芳香族聚酰胺（F-12纖維）產(chǎn)業(yè)化技術(shù)”獲得2014年度內(nèi)蒙古自治區(qū)科技進(jìn)步一等獎。
7、立項支持：1）項目得到重大基礎(chǔ)研究計劃（973項目）“高性能芳綸纖維制備過程中的關(guān)鍵科學(xué)問題”立項支持，項目編號:2011CB06100，承擔(dān)單位有東華大學(xué)、藍(lán)星（成都）新材料有限公司、清華大學(xué)、河北硅谷化工有限公司等；2）項目得到發(fā)改委和河北省發(fā)改委立項支持，進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化推廣應(yīng)用；3）芳綸漿粕被列入2017年度12個“重要替代產(chǎn)品”計劃；4）超臨界輔助芳綸處理新技術(shù)入選2017年度國防科技創(chuàng)新特區(qū)計劃，項目名稱“超高性能纖維制備關(guān)鍵技術(shù)”，項目編號17-163-13-ZT-009-040。5）芳綸III項目獲得高技術(shù)研究發(fā)展計劃（863項目）“新型芳雜環(huán)纖維制備關(guān)鍵技術(shù)研究”課題的立項支持，項目編號：2012A03A212；6)重點產(chǎn)業(yè)振興項目，獲得了內(nèi)蒙古自治區(qū)經(jīng)信委和發(fā)改委的立項支持（內(nèi)發(fā)改投字[2011]2299號文件）。
五、推廣應(yīng)用情況
1、技術(shù)應(yīng)用情況
藍(lán)星（成都）新材料有限公司建立1條年產(chǎn)1000噸芳綸生產(chǎn)線，生產(chǎn)穩(wěn)定，產(chǎn)品性能達(dá)國際同類產(chǎn)品水平，市場占有率名列前茅；河北硅谷化工有限公司建立1條年產(chǎn)1000噸超高分子量樹脂、液晶紡絲、高模量芳綸及芳綸漿粕生產(chǎn)線，生產(chǎn)穩(wěn)定，率先實現(xiàn)超高分子量PPTA樹脂產(chǎn)業(yè)化，率先實現(xiàn)高模量芳綸國產(chǎn)化，技術(shù)與產(chǎn)品性能達(dá)到國際水平；中芳特纖股份有限公司建立1條年產(chǎn)1000噸對位芳綸生產(chǎn)線，生產(chǎn)穩(wěn)定，產(chǎn)品性能達(dá)到，產(chǎn)品性能達(dá)國際同類產(chǎn)品水平；在內(nèi)蒙古合成化工研究所建立年產(chǎn)50噸高強(qiáng)度芳IIIF-12纖維生產(chǎn)線，技術(shù)與產(chǎn)品性能達(dá)到國際水平。項目實現(xiàn)芳綸II和芳綸III產(chǎn)業(yè)化。
2、推廣應(yīng)用情況
項目生產(chǎn)的產(chǎn)品包括對位芳綸、高模量芳綸、芳綸漿粕、高強(qiáng)度F-12等系列產(chǎn)品，替代進(jìn)口產(chǎn)品，在100多家芳綸終端制品生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)用，實現(xiàn)了芳綸II和芳綸IIIF-12纖維國產(chǎn)化，并替代進(jìn)口產(chǎn)品，市場占有率不斷提高。
項目實現(xiàn)了芳綸II和芳綸IIIF-12纖維重要戰(zhàn)略物資的國產(chǎn)化，打破國外技術(shù)封鎖和產(chǎn)品壟斷，在固體火箭發(fā)動機(jī)殼體、多種型號戰(zhàn)斗機(jī)、航空發(fā)動機(jī)、臨近空間飛艇、多種高超音速發(fā)動機(jī)防熱材料、飛行員頭盔等武器裝備應(yīng)用，基本滿足了我國武器裝備生產(chǎn)需領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)求，為新型武器裝備的研發(fā)打下良好基礎(chǔ)，相關(guān)產(chǎn)品正在大型飛機(jī)、艦艇等在重大工程項目進(jìn)行關(guān)鍵原材料國產(chǎn)化的應(yīng)用評價。
六、知識產(chǎn)權(quán)證明目錄
七、主要完成人情況
八、完成單位及創(chuàng)新推廣貢獻(xiàn)
九、完成人合作關(guān)系說明
本項目成果以重點基礎(chǔ)研究計劃“高性能芳綸纖維制備過程中的關(guān)鍵科學(xué)問題”項目編號:2011CB06100、國防科技創(chuàng)新特區(qū)計劃“超高性能纖維制備關(guān)鍵技術(shù)”項目編號:17-163-13-ZT-009-040等多個項目為技術(shù)來源，并在4家企業(yè)進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化。基于科技進(jìn)步獎勵辦法對申報獎項時主要完成人人數(shù)限定，及項目個人創(chuàng)新貢獻(xiàn)，確定了10名對本成果創(chuàng)新貢獻(xiàn)且無異議的主要完成人，現(xiàn)以10名主要完成人合作關(guān)系說明如下：
第1完成人余木火，作為東華大學(xué)高性能纖維領(lǐng)域領(lǐng)軍人才，擔(dān)任項目技術(shù)研發(fā)和成果轉(zhuǎn)化總負(fù)責(zé)人，為項目創(chuàng)新設(shè)計及制備、生產(chǎn)工藝方面做出了杰出的貢獻(xiàn)。第10完成人滕翠青副教授為973項目骨干研究人員，為聚合反應(yīng)過程調(diào)控做出創(chuàng)新。第6完成人孔海娟是上海工程技術(shù)大學(xué)講師，東華大學(xué)余木火教授博士生，讀博期間為芳綸973項目骨干研究人員，負(fù)責(zé)聚合反應(yīng)、高模量化、超臨界流體輔助改性芳綸等研究，在工作之后繼續(xù)進(jìn)行相關(guān)研究，合作開展芳綸高性能化研究。第5完成人庹新林是清華大學(xué)教授，芳綸973項目骨干人員，主要是研究芳綸II纖維高活性聚合和高粘度液晶流體紡絲規(guī)律；上述4人主要是圍繞973項目開展關(guān)鍵科學(xué)問題、關(guān)鍵技術(shù)和關(guān)鍵設(shè)備已經(jīng)，并與企業(yè)緊密合作，將成果進(jìn)行轉(zhuǎn)化，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
第2完成人宋福如，河北硅谷化工有限公司（芳綸973項目承擔(dān)單位）董事長和芳綸II項目的技術(shù)負(fù)責(zé)人之一，擔(dān)任公司PPTA纖維的聚合以及紡絲過程中的項目技術(shù)負(fù)責(zé)人和項目策劃人，從生產(chǎn)線的設(shè)計和工藝過程的改進(jìn)等創(chuàng)新方法及技術(shù)風(fēng)險進(jìn)行了大量的創(chuàng)新性工作；第8完成人宋志強(qiáng)，河北硅谷化工有限公司芳綸生產(chǎn)線的技術(shù)負(fù)責(zé)人和建造經(jīng)理，主要負(fù)責(zé)生產(chǎn)線工藝的研究和關(guān)鍵裝備的設(shè)計和優(yōu)化。
第3完成人馮艷麗，內(nèi)蒙合成化工研究所（芳綸973項目合作單位，國防創(chuàng)新特區(qū)項目承擔(dān)單位）擔(dān)任F-12項目技術(shù)總監(jiān)，負(fù)責(zé)F-12纖維生產(chǎn)的小試、中試及工藝放大等技術(shù)及工藝的研究、制定與實施；第7完成人李九勝，負(fù)責(zé)F-12纖維的總負(fù)責(zé)和技術(shù)指導(dǎo)；
第4完成人崔曉靜是藍(lán)星（成都）新材料有限公司（芳綸973項目承擔(dān)單位）副總經(jīng)理兼總工程師，主要是負(fù)責(zé)本公司的年產(chǎn)1000噸芳綸II生產(chǎn)線的設(shè)計建設(shè)、生產(chǎn)調(diào)試、技術(shù)升級、產(chǎn)品應(yīng)用開發(fā)、市場推廣；第9完成人孫潛是藍(lán)星（成都）新材料有限公司總經(jīng)理，負(fù)責(zé)公司的運(yùn)營管理、生產(chǎn)線的建設(shè)、生產(chǎn)過程管理等。
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