我与我的祖国征文活动

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                                                          1  拓荒 制造强国筑梦想
    工程塑料是当今世界塑料工业中增长速度最快的领域,其发展不仅对国家支柱产业和现代高新技术产业起着支撑作用,同时也推动了传统产业改造和产品结构的调整。
      工程塑料是在20世纪50年代才得到迅速发展的,在中国的起步则更晚。直至20世纪80年代,该领域在国内几乎还是一片未被开垦的处女地,进口依存度将近100%。
      1992年,杨桂生作为国家培养的首位工程塑料博士,怀着科学技术产业报国的情怀和抱负,辞别了中科院化学所最年轻的课题组长的光环,放弃被保送德国留学深造的机会,从北京中关村南下上海滩,创立了上海杰事杰材料技术公司。

        
                                                          2 破局 新材定义开新篇
       27年来,作为中国以塑代钢的开拓者以及工程塑料的国产化先驱,杰事杰集团的研发创新历程和材料替代经典案例,可以说是我国工程塑料及复合材料等新材料行业的发展历程之缩影;每项在今天已是普遍应用的研发成果,在当时都具有里程碑式的跨时代意义。
       1993年 空调贯流风叶材料的替代方案
       当时中国的空调制造商在生产该部件时全部进口GE公司的PPO工程塑料,价格高达45000元/吨,但材料加工性能差,产品不良率高达50%。杨桂生博士带领的杰事杰团队运用空气动力学和计算机辅助设计等技术,研制出“贯流风扇专用玻纤增强AS合金材料”,完全替代GE的PPO工程塑料,成本降低50%,制品合格率上升至95%,且噪声从45分贝降至41.5分贝,达到了国际先进水平。

      
       1994年 大众汽车材料国产化方案
       上世纪七、八十年代,轿车的前后保险杠以金属材料为主。杰事杰解决了超高韧性和高强度不能兼得的关键性技术难题,在国内第一次实现了汽车关键零部件(保险杠、仪表板、轮罩材料)及PP1-PP10的以塑代钢国产化解决方案。
       1997年 海尔洗碗机内胆以塑代钢选材方案
       杰事杰将原先的热固性材料模压成型工艺改为热塑性材料注塑成型工艺,解决其易开裂,生产效率低,易附油,成本高等问题,零缺陷满足了海尔的严格要求,而且质量更好,易加工成型,使得海尔的洗碗机生产效率提高6倍,成本降低70%,从而带动了国内众多洗碗机厂家的更新设计开发工作。
       2003年 日立空调压缩机接线盒的材料替换升级方案
       日立空调长期以来一直使用GE的PBT材料,不仅价格高,而且扭矩只能达到2.4N•m,不能满足设计要求。杨桂生博士经过缜密的分析与研究,果断地将自主开发的新技术——TPAC应用于该压缩机接线盒产品中。实践证明,该方案不仅通过了日立所有的严格测试,最难满足的扭矩指标也达到了3.2 N•m,大大超过了客户的期望。
       2008年 建筑模板以塑代钢材料替代方案
       杰事杰是国内首家成功开发出复合材料建筑模板的企业。采用纤维增强技术,取代钢、铝、木模板,具有弯曲模量高、抗冲击性能好,轻便、耐酸耐碱抗腐蚀的特性,可在-20℃~80℃温度下正常使用。该体系产品已广泛应用于房建、地铁、隧道、管廊、水坝、电站、厂房等。目前已成功应用几百个项目,销量居同类产品之首。
       2010年 新能源汽车电池保护装置以塑代钢材料替代方案
       采用35%长纤增强PP代替钣金件和GMT,减重25%,采购成本降低20%。核心专利“超高韧性高强度聚丙烯组合物及其制备工艺”获第15届中国专利金奖(由国家知识产权局与世界知识产权组织WIPO共同评选),本项目是同行业首次也是唯一获中国专利金奖的项目。
       2012年 汽车安全气囊壳/盖材料国产化方案
       此前,我国安全气囊外壳材料基本都是国外进口。杰事杰在国内首家成功开发并批量应用安全气囊壳材料,在性能与国外材料相当的前提下,价格仅是进口材料的一半,从而降低了汽车厂商的生产成本,并且进一步提高汽车零部件的国产化率。

       
       2014年 5G天线罩材料解决方案
       5G的高频段导致高损耗,节能环保要求低功耗,对于5G天线罩材料的透波性能提出了严酷要求。杰事杰开发了一系列高性能超透波天线罩材料,国内率先开发成功并批量应用。以其高透波、高介电、低损耗性能,广泛应用于通信、军事、气象等领域。
       2015年 集装箱底板、铁路棚车内衬板以塑代钢材料替换方案
       国内第一个具有完全自主知识产权的连续纤维增强热塑性复合材料(TPAC),实现了纤维的均匀分散和完全浸润,拥有极高的强度、刚性、韧性及模量。打破了国外对该项技术的垄断,填补国内空白,并实现了产业化。
       2016年 免充气可回收的一体化自行车轮毂
       杰事杰响应国家发展共享经济的号召,发挥其选材、设计、分析、仿真等方面的技术创新优势,自主研发出高性能绿色环保一体化车轮,与国内知名共享单车企业实施战略合作,产品已通过SGS权威测试,性能符合ISO 4210-2相关标准,稳定投放市场。
       2017年 高性价比ABS材料替代方案
       由于市面上ABS价格较高,杰事杰主动找到美国Rain bird产品开发部门,表示可以提供一款性价比更高的材料替代ABS,制备耐压水管接头。不用修改模具,价格较ABS降低10%。客户表示,之前试过某跨国公司的材料,无法达到550Psi的爆破压力。杰事杰材料仅试了一次,就满足其所有指标,还达到了650Psi的爆破压力。客户非常满意,不仅将该种材料订单全部给了杰事杰,还扩大了其他材料的份额。
       2018年 江淮汽车蓄电池周边材料替代方案
       江淮汽车在开发新能源汽车之初,蓄电池周边材料定义不合适,杰事杰第一时间介入项目,将其原来用不锈钢的方案改成复合材料,电池上盖重量由27kg减到8kg,减重70%,客户对该项目评价很高,后面所有车型全部使用这种材料。其他主机厂也相继效仿。
       2019年 某无人机轻量化项目
       航天九院无人机上下外壳原使用热固性碳纤维材料,成型效率低、产品精度差,且材料不环保。针对客户的困惑,杰事杰推出全新的碳纤维增强HPN替代整套产品,成本降低至原来的70%,上下盖采用嵌件一体注塑成型,精度高、产品壁厚薄(局部只有0.5mm)、重量轻、比原产品减重10%。
       从打破国外垄断到位居国际前列,杰事杰致力材料国产化为中国制造业减负,实现大幅度降本增效;专注于“材料解决方案”及“材料再定义”,不仅在选材方面赋予材料更高的性能和更广阔的应用领域,更是关注到制件的结构设计,实现了设计及工艺的系统性整合和跨学科创新,为我国工程塑料行业的发展做出了实实在在的贡献。
       持之以恒的科技创新,是杰事杰始终坚守的初心、以及始终秉持的生存发展之道。截至2019年4月,杰事杰共成功注册了2349项新材料相关专利,其中发明专利2217项,发明专利占总专利数的94%,发明专利总数占了全国新材料相关行业的60%以上。

       
                                                          3 创变 材料基因寄未来
       进入21世纪以来,中国改性工程塑料行业随着国民经济的稳定健康发展实现了飞跃,尤其是汽车、电子电器、5G通讯等行业的快速发展拉动了工程塑料需求的迅猛增长。我国已经成为世界工程塑料行业发展最快的国家。在过去的5年多,我国工程塑料一直保持30%以上的增长速度。预计今后5~10年内,仍将具有20%以上的增长。
       即便如此,供需矛盾依然十分突出。国内工程塑料的产量与质量还远远满足不了日益增长的需求。2009年我国工程塑料进口依赖度约为65%,2015年仍超过50%。由于看好蓬勃发展的中国工程塑料市场,国际化工巨头纷纷加大在华投资。
       2012年12月,“材料科学系统工程发展战略研究——中国版材料基因组计划”重大项目启动会在中国工程院召开,旨在加快材料研发速度、降低材料研发成本、提高材料设计的成功率。杰事杰集团率先实施工程塑料领域的材料基因组计划,建立了国内第一个工程塑料选材分析工程实验室,凭借该研发平台在工程塑料和复合材料新产品开发领域做了大量工作,业务范围覆盖了军工、汽车、建筑、电工、电器、IT、水利、石化、铁路运输、新能源等多个领域;并且已经在新能源汽车电池保护装置、高性能超透波5G天线罩、铁路棚车内衬板、建筑模板、户外沼气池等大型结构件上取得成功并推广应用。这些项目在国际上都是首次采用工程塑料进行代替。
       未来几年,高性能化和低成本化仍然是工程塑料的发展潮流。一些具有高耐温、耐磨、导电、电磁屏蔽功能的高性能工程塑料将获得较快发展。材料基因组计划使我国自主定义材料成为可能,而对制造业材料的再定义是我国制造业实现弯道超车的必由之路。


       撰稿人:上海杰事杰新材料(集团)股份有限公司 丁晓丽

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