北京化工大學(xué)塑料機械及塑料工程研究所副所長薛平先生

高性能塑料及環(huán)保塑料越來越多地應(yīng)用于人類生活的方方面面。與此同時，其加工設(shè)備及工藝技術(shù)也面臨諸多挑戰(zhàn)。北京化工大學(xué)塑料機械及塑料工程研究所的副所長薛平先生，在超高分子量聚乙烯（UHMWPE）成型技術(shù)與裝備、木塑復(fù)合材料成型技術(shù)與裝備及新型擠出理論研究等領(lǐng)域建樹頗多。在最近的一次采訪中，他不但就相關(guān)成型機械及工藝進(jìn)行了闡述，而且還針對我國擠出機市場未來的發(fā)展方向提出了獨到的見解。

本刊：薛教授，您好！很高興您能接受《國際塑料商情》雜志的專訪。從您的履歷上可以看出，您一直在北京化工大學(xué)從事相關(guān)研究工作，能否簡單介紹下您的工作單位和您主要的研究課題？

薛平：我從1988年起任職于北京化工大學(xué)，現(xiàn)任北京化工大學(xué)塑料機械及塑料工程研究所副所長、北京化工大學(xué)新材料及裝備研究室主任。新材料及裝備研究室是校級科研機構(gòu)，以創(chuàng)造資源節(jié)約、環(huán)境友好的高性能產(chǎn)品為目標(biāo)，主要從事聚合物高端加工裝備成型理論及集成技術(shù)、固體廢棄物高值化利用技術(shù)與應(yīng)用研究及聚合物基復(fù)合材料增強機理與成型技術(shù)等研究。

研究室相繼承擔(dān)了國家“八五”攻關(guān)項目、北京市科技開發(fā)項目、中國石化總公司科技開發(fā)項目、國家“十一五”、“十二五”科技支撐計劃項目、國家自然科學(xué)基金項目、軍工科研項目及企業(yè)委托技術(shù)開發(fā)和轉(zhuǎn)讓項目等100多項，在科技創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)化成果轉(zhuǎn)化方面較為突出，每年合作、服務(wù)的企業(yè)達(dá)20余家，先后開發(fā)了超高分子量聚乙烯系列成型加工技術(shù)、木塑復(fù)合材料系列成型加工技術(shù)、長纖維/連續(xù)纖維增強熱塑性復(fù)合材料系列加工技術(shù)以及特種材料擠出裝備等，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于石油、化工、建筑、汽車、軍工等領(lǐng)域，創(chuàng)造了較大的經(jīng)濟效益和社會價值。

回顧我的科研課題，主要來源于企業(yè)需求、國家政策鼓勵發(fā)展的方向及學(xué)術(shù)前沿和熱點等，同時還要考慮我們自身的研究能力、完成課題必要的硬件條件、時間安排以及經(jīng)費等因素，也就是要綜合考慮自己的主客觀條件，做到量力而為、量題而為，使課題研究盡量能高質(zhì)量地完成，避免產(chǎn)生遺留問題。

本刊：一直以來，塑料行業(yè)都在強調(diào)“產(chǎn)學(xué)研”的結(jié)合，您在這方面有哪些案例可以分享？

薛平：自1993年創(chuàng)所以來，北京化工大學(xué)塑料機械及塑料工程研究所（簡稱“研究所”）一直秉承“產(chǎn)學(xué)研” 的合作模式，PVC扭結(jié)膜、PE交聯(lián)管、鋁塑復(fù)合管、PPR管、UHMWPE管材等均是通過這種模式實現(xiàn)工業(yè)化并逐漸形成較大的產(chǎn)業(yè)。

以超高分子量聚乙烯（UHMWPE）為例，經(jīng)過數(shù)年艱苦的探索和相關(guān)理論研究，通過承擔(dān)中國石化總公司科研項目和眾多企業(yè)的“產(chǎn)學(xué)研”合作，UHMWPE擠出成型設(shè)備及技術(shù)實現(xiàn)了重大突破。如，UHMWPE的加工從模壓成型實現(xiàn)了螺桿連續(xù)加工，從需要進(jìn)行原料改性實現(xiàn)無需任何改性，從粘均分子量150萬可加工實現(xiàn)粘均分子量1000萬原料的可加工，從低產(chǎn)量逐漸實現(xiàn)較高效率的加工，從小尺寸制品到更大尺寸制品的加工，產(chǎn)品范圍也從管材制品發(fā)展到各種規(guī)格的異型材、片材制品等。綜上，在“產(chǎn)學(xué)研”的合作模式下，成型設(shè)備及技術(shù)的不斷研發(fā)不僅解決了UHMWPE高效連續(xù)成型的關(guān)鍵技術(shù)問題，而且推動了這種高性能工程塑料的廣泛應(yīng)用，為UHMWPE原料在工業(yè)中的廣泛應(yīng)用作出了貢獻(xiàn)。  

又如，研究所從1998年開始從事木塑復(fù)合材料的理論研究和工業(yè)化技術(shù)的開發(fā)，通過與眾多企業(yè)的“產(chǎn)學(xué)研”合作，相繼開發(fā)了從第一代以木塑托盤為代表的木塑產(chǎn)品，以木塑戶外鋪板、木塑室內(nèi)地板、木塑室內(nèi)地角線、木塑門板發(fā)泡制品等為代表的第二代制品，及以商用建筑板材和住宅房屋結(jié)構(gòu)件為代表的第三代產(chǎn)品，并成功地實現(xiàn)了商業(yè)化。2006年起，研究所與北京恒通創(chuàng)新賽木科技股份有限公司展開木塑復(fù)合材料墻板制品的合作，與企業(yè)聯(lián)合建立“木塑復(fù)合材料加工技術(shù)研發(fā)中心”，不斷研發(fā)木塑復(fù)合材料新產(chǎn)品。目前，該企業(yè)已逐漸成長為木塑行業(yè)龍頭企業(yè)，并于2015年成功上市。  

本刊：您認(rèn)為國內(nèi)發(fā)展木塑行業(yè)有哪些難題需要攻克？

薛平：木塑復(fù)合材料的發(fā)展背景與廢舊塑料與廢棄木材資源的再生利用緊密相關(guān)，完全可以成為木材資源的一個重要組成或重要補充。早期的木塑復(fù)合材料普遍存在易褪色、抗老化性差、強度不足、產(chǎn)品線膨脹系數(shù)大、抗蠕變性差等缺陷，使用過程中易出現(xiàn)各種各樣的質(zhì)量問題，影響了木塑復(fù)合材料的廣泛應(yīng)用。近年來，隨著木塑復(fù)合材料的應(yīng)用越來越廣泛以及加工技術(shù)水平的不斷提高，產(chǎn)品質(zhì)量得到了普遍提高，新產(chǎn)品也陸續(xù)出現(xiàn)，如PVC基木塑表面包覆ASA共擠產(chǎn)品、PE基木塑表面包覆工程塑料共擠產(chǎn)品等，使木塑復(fù)合材料產(chǎn)品的抗老化性能得到較大的提升，再結(jié)合在線壓紋技術(shù)，木塑產(chǎn)品的外觀也得到改善，目前國內(nèi)的整體技術(shù)已接近國際先進(jìn)水平。

木塑復(fù)合材料兼具木材的木質(zhì)、木感，并被賦予防水、防腐、阻燃、抗老化等新的功能，以滿足社會愈來愈高的使用要求。針對木塑產(chǎn)品過去出現(xiàn)的問題，我認(rèn)為還需加大以下幾個方面的研究力度：

◆木質(zhì)材料與高分子材料復(fù)合是一種多學(xué)科交叉滲透的產(chǎn)物，應(yīng)深入研究各種木質(zhì)材料的尺寸、形態(tài)結(jié)構(gòu)，不斷提高不同木質(zhì)材料與各種高分子材料界面的結(jié)合力；

◆針對包覆共擠產(chǎn)品技術(shù)，現(xiàn)階段應(yīng)注重PVC木塑表面用ASA改性料、PE木塑表面用工程塑料改性料、共擠設(shè)備以及包覆共擠模具的開發(fā)，進(jìn)一步提高包覆共擠木塑產(chǎn)品的質(zhì)量；

◆進(jìn)行高性能高填充木粉PE或PP微發(fā)泡復(fù)合材料的設(shè)備及技術(shù)的開發(fā)，提高復(fù)合材料力學(xué)強度，減輕產(chǎn)品的重量，拓展木塑產(chǎn)品高端領(lǐng)域的應(yīng)用，真正實現(xiàn)以塑代木；

◆進(jìn)一步深入研究低線膨脹、抗蠕變、阻燃型、高強度等功能性及結(jié)構(gòu)型木塑復(fù)合材料。

本刊：從環(huán)保的角度來說，您覺得目前在中國有哪些塑料技術(shù)值得大力推廣？

薛平：相關(guān)的技術(shù)層出不窮，我個人比較關(guān)注并看好以下這些塑料技術(shù)，如非石油基新型環(huán)保生物塑料技術(shù)、可完全生物降解的新型復(fù)合材料制品生產(chǎn)技術(shù)、高效環(huán)保廢舊塑料回收利用技術(shù)、完全環(huán)保無毒新型食品藥品等領(lǐng)域包裝材料制品技術(shù)、纖維增強熱塑性復(fù)合材料的生產(chǎn)技術(shù)及新型環(huán)保塑料加工助劑的開發(fā)及生產(chǎn)技術(shù)。

以上這些技術(shù)從生產(chǎn)過程到產(chǎn)品使用都不會帶來污染問題，具有綠色環(huán)保的特性，是塑料行業(yè)發(fā)展的趨勢。

本刊：作為眾多管材、棒材、片材、型材等產(chǎn)品的主要加工方式，擠出技術(shù)的發(fā)展是塑料工業(yè)發(fā)展的重要組成部分。依您看，未來擠出行業(yè)的發(fā)展方向主要有哪些？

薛平：目前我國擠出機的生產(chǎn)規(guī)模逐年擴大，已出口到很多國家和地區(qū)。但不可否認(rèn)的是，我國擠出機的生產(chǎn)是以量取勝而非技術(shù)，大部分?jǐn)D出機生產(chǎn)線都屬于科技含量偏低、粗加工的生產(chǎn)模式。 市場發(fā)展對擠出系統(tǒng)的生產(chǎn)效率、能耗、靈活多樣性、廣泛適應(yīng)性等提出了越來越迫切的要求，發(fā)展高效節(jié)能擠出機，提高擠出系統(tǒng)的自動化控制水平成為大勢所趨，主要的發(fā)展方向有：

◆擠出機整體水平的提高：高速高效節(jié)能擠出機、實現(xiàn)正位移輸送的單螺桿擠出機創(chuàng)新結(jié)構(gòu)、基于新的塑化機理的新型擠出機的開發(fā)；提高裝備生產(chǎn)線的模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化水平；

◆采用現(xiàn)代電子和計算機控制技術(shù)，對整個擠出過程的工藝參數(shù)如熔體壓力及溫度、各段機身溫度、主螺桿和喂料螺桿轉(zhuǎn)速、喂料量，各種原料的配比、電機的電流電壓等參數(shù)進(jìn)行在線檢測，并采用微機閉環(huán)控制。甚至采用網(wǎng)上遠(yuǎn)程監(jiān)測、診斷和控制，對擠出成型生產(chǎn)線進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)控制，向智能化、信息化和無人化方向發(fā)展，這對提高產(chǎn)品的精度和質(zhì)量穩(wěn)定性均具有十分重要的作用；

◆新型產(chǎn)品專用擠出生產(chǎn)線的開發(fā)：各種原料的微發(fā)泡擠出生產(chǎn)線；寬幅多層共擠復(fù)合擠出生產(chǎn)線、多層流延膜、各種原料的雙向拉伸擠出生產(chǎn)線、生物降解材料擠出生產(chǎn)線以及特種材料的專用擠出生產(chǎn)線等。

本刊：我國在超大型、超微型、大長徑比等擠出機的技術(shù)開發(fā)方面有一定難度，您如何看待這種現(xiàn)象？

薛平：與國際先進(jìn)水平相比，我國擠出技術(shù)的整體水平尚有差距，部分產(chǎn)品在國際主流市場上處于二、三流產(chǎn)品的地位，產(chǎn)品主要出口到欠發(fā)達(dá)國家。特別是在高速、大型、微型等設(shè)備制造水平方面，差距更大。我個人認(rèn)為主要原因有這幾點：第一，受制于我國整體工業(yè)基礎(chǔ)裝備水平；第二，大多數(shù)企業(yè)的研發(fā)投入與國外相比有較大的差距，一些企業(yè)把核心競爭力放在價格上，生產(chǎn)大眾化產(chǎn)品，只追求價格競爭，不追求質(zhì)量，長此以往，大家都很少去研發(fā)新裝備、新技術(shù)、新產(chǎn)品；第三，研發(fā)與生產(chǎn)經(jīng)營脫節(jié)已經(jīng)成為制約中國技術(shù)水平整體提升一個關(guān)鍵問題：很多企業(yè)自身不具備研發(fā)能力，而研發(fā)單位只追求短平快產(chǎn)品的研發(fā)，不愿在這些極端產(chǎn)品方面投入很多精力。目前國內(nèi)并不是無法開發(fā)超大型、超微型、大長徑比等擠出機，我相信如果有足夠的市場需求和經(jīng)費投入，這種情況會逐步改觀。