稀土新材料领域“魔术师”——曹鸿璋

2024-04-24 08:33:00

　　本报通讯员 贾婷婷 　　置身广袤的“科技沃土”，他选择了埋头俯身，秉持科研之梦，只为让技术成为撬动更大社会价值的“硬核支点”；二十载光阴，把“天道酬勤”镌刻在书案左右，深耕稀土湿法冶金及稀土在高分子材料中的应用“沃土”，以稀土热稳定剂、复合阻燃剂等多项成果交上了一份沉甸甸的“科技答卷”……多年来，包头稀土研究院科研管理部部长、正高级工程师，稀土高分子材料及功能助剂领域专家，内蒙古大学硕士研究生导师曹鸿璋以工业维生素为“道具”，开发出一系列填补国内产业空白的高分子材料稀土助剂，助力我国原创的具有鲜明特色的稀土化工新材料产业链发展，有效解决了镧铈轻稀土过剩积压、应用不平衡难题，持续推动稀土资源优势转化为产业和经济优势。 　　科研为基—— 　　把准前沿“脉搏” 　　春耕备耕前夕，包头稀土研究院稀土热稳定剂项目科研团队异常忙碌，他们正连日奔波在内蒙古自治区包头市区与固阳县之间，进行PVC（聚氯乙烯）农灌管的连续工业试验。 　　“热稳定性差是聚氯乙烯的突出缺点，我们团队利用镧铈轻稀土元素与氯结合后可消除自由基，从而提高热稳定性能的原理，研发出了符合欧盟RoHS指令（《关于限制在电子电气设备中使用某些有害成分的指令》）及REACH（《化学品的注册、评估、授权和限制》）法规要求的绿色环保PVC稀土热稳定剂，突破了铅盐稳定剂替代技术瓶颈，解决了稀土稳定剂初始稳定性差难题，研究成果经自治区科技厅组织专家鉴定，达到国际先进水平。”曹鸿璋告诉笔者，将添加了稀土热稳定剂的PVC管应用到农业灌溉上，不仅绿色环保、耐腐蚀性强，还优化农灌管的力学性能、爆破压力和保压时间。该产品试验成功后，将实现大规模的产业化推广。 　　将稀土作为功能助剂在塑料、橡胶、涂料等高分子材料中应用，这是一个全新的领域。利用稀土元素外电子层有较多未被电子填充的空轨道，可以与大量性能各异的无机、有机配体形成不同性能的稀土化合物。 　　科学有险阻，苦战能过关。曹鸿璋把准科技前沿脉搏，成功开发出了稀土热稳定剂、聚乳酸用稀土增韧改性剂、稀土耐热改性剂、稀土紫外屏蔽剂、特种橡胶稀土耐热助剂、涂料防腐剂等多种高分子材料稀土助剂，完成40余项国家级、省级、市级横纵向课题，在核心期刊发表论文30多篇，获得国际发明专利授权2项、国家发明专利授权25项，制定行业标准1项，参与制定团体标准3项，多项科研成果填补产业空白。 　　引才育才—— 　　培育行业“尖兵” 　　“专注于你能改变的领域。”曹鸿璋经常这样勉励科研人员，保持专注，坚持深耕，并持之以恒。 　　前不久，在以稀土功能材料研究所副所长、正高级工程师于晓丽，功能材料研究所工程师芦婷婷等为核心的稀土复合阻燃剂科研团队的努力下，稀土聚烯烃线缆材料用稀土复合阻燃剂研发成功。 　　“我们针对客户提出的开发替代价格昂贵的锑系阻燃剂制备技术这一难题，多次组织科研人员进行现场讨论，不断试验与探索，最终利用镧铈稀土协效改善高分子材料耐热性能和抑烟性能的优势，实现了聚烯烃线缆高阻燃，开发出聚烯烃线缆材料用稀土复合阻燃剂制备技术，完成了从小试到中试再到工业试验的全过程验证。目前，该项技术已成功实现产业化，年销售量达100吨以上，并已申报4项国家发明专利。”于晓丽表示。 　　“用火安全一直是国家高度重视的问题，我们利用稀土催化酯化脱氢反应后形成致密碳层原理，开发出聚烯烃线缆用稀土复合阻燃剂，可替代三氧化二锑30%以上，氧指数达到33.4%，优于行业要求的30%指标要求。”曹鸿璋边介绍边从身后的展柜里拿出一截PVC管和一个超市购物塑料袋。他告诉笔者，添加了稀土芳基磷酸盐成核剂的超市购物塑料袋、一次性塑料杯等塑料制品的耐热性能和力学性能更强，且比进口的扩链剂价格更低，最关键的是它易于分解，在自然状态下10年内全部降解且不污染土地；添加了聚烯烃线缆用稀土复合阻燃剂的电缆不仅阻燃性能好，还能减少燃烧时排放的烟雾，更加低碳环保。 　　目前，曹鸿璋带领的科研团队拥有科研人员14人，为了激发这支平均年龄约30岁、学历全部在硕士研究生以上的科研人员探索与创新的活力，该项目团队不仅为他们提供各类学习、深造的机会，还以股权激励、学历提升等方式，激励他们投身科研事业，在稀土高分子材料及功能助剂领域做出更多贡献。 　　推广应用—— 　　结出科技“硕果” 　　不断提高科技成果转化和产业化水平，是推动科技创新和经济发展的重要途径，也是科研人员把成果转化在祖国大地上的生动实践。 　　20年来，在潜心科研之外，曹鸿璋始终坚持将科研成果进行产业化推广。他积极参与年产5000吨稀土复合稳定剂中试生产示范线建设，并完成技术成果转让，成立了年产值为1000余万元的内蒙古国有企业首家股权激励型科技公司。 　　他高度重视与外界的交流与协作，经常深入应用端企业调研，先后赴新疆天业节水、江苏培达、青龙管业等企业做连续生产工业试验，认真整理反馈信息并进行技术改进，在促进产品精益求精的同时，不断带动团队成员共同进步。 　　目前，曹鸿璋团队已与10余家应用单位建立了供货关系，被鸿达兴业、青龙管业等上市公司评为“合格供方”，并成为“一带一路”建设项目供货商。由他牵头制定的行业标准《稀土复合热稳定剂》达到国际先进水平，这也是国内环保稳定剂的第一个行业标准。 　　积跬步，行千里。在当前稀土行业供需格局重塑和高质量发展的迫切需求下，曹鸿璋带领团队攻坚克难，在推动自身技术升级的同时，积极布局新领域、开发新产品，推动稀土产业链向终端应用延伸，在稀土高分子材料科研领域不断创造新的奇迹，为包头“两个稀土基地”建设贡献新的力量。 　　《中国冶金报》（2024年04月24日 03版三版）

来源：中国冶金报-中国钢铁新闻网

编辑：宋玉铮