工业霸主1980
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第53章 自研材料,势在必行!

清晨,当第一缕阳光刺破晨雾,临时实验室的门“嘎吱”一声被推开。李大柱布满血丝的眼睛里透着一股执拗的劲头,他身后跟着同样一脸疲惫却精神矍铄的周海涛,以及几个年轻的技术员。

这间由旧仓库改造的实验室,简陋得让人心酸。几张拼接起来的旧实验台,上面摆着一些刚刚从县、市化工商店搜罗来的烧杯、量筒、酒精灯,还有一台老旧的分析天平,据说是从县中学的废弃仓库里“淘”来的。墙角,堆放着几袋采购来的基础树脂原料——聚丙烯(PP)、ABS、聚苯乙烯(PS),以及一些用牛皮纸袋装着的化学试剂,标签上是歪歪扭扭的手写字。空气中混杂着化学品特有的刺激性气味和仓库的老旧霉味。

“周工,今天我们先试试基础树脂的熔融指数测试,还有简单的拉伸测试。设备太简陋,数据可能不准,但多少能有个参照。”李大柱的声音有些沙哑,他和周海涛几乎一夜没合眼,都在研究秦奋给出的那些“天书”般的性能参数和可能的改性方向。

周海涛扶了扶眼镜,点点头:“嗯,基础材料的性能摸底是第一步。我们现在缺一台像样的小型双螺杆挤出机用于共混改性实验,也缺冲击试验机、热变形温度测试仪……这些都是评估工程塑料性能的关键设备。”

“我已经跟厂长汇报了,厂长说,能买到的,不计成本也要买!实在买不到的,他会想办法。”李大柱说道,语气中充满了对秦奋的信任。他从一个破旧的铁皮柜里小心翼翼地取出一台手动操作的简易拉力测试装置,那是他和几个老钳工连夜赶制出来的,精度堪忧,但聊胜于无。

几个年轻技术员,有的在笨拙地校准天平,有的在清洗玻璃器皿,有的则对着一堆化学分子式愁眉苦脸。他们大多是厂里提拔上来的青年骨干,有些甚至只是高中文化,高分子材料对他们而言,如同另一个世界。但他们眼中没有退缩,只有一股初生牛犊不怕虎的闯劲,以及对秦奋近乎盲目的崇拜。

就在这时,秦奋推门走了进来。他手里拿着一个厚厚的笔记本和几张画着草图的纸。

“大家早。”秦奋微笑着打了声招呼,目光扫过简陋的实验室,眼中闪过一丝歉意,但更多的是坚定。“条件艰苦了些,委屈大家了。”

“秦厂长,您说的哪里话!有您指方向,有活儿干,我们心里就踏实!”李大柱立刻迎了上来。

周海涛也放下手中的记录本,认真地看着秦奋:“秦厂长,我们正准备对现有PP原料的性能做个初步测试。您昨天提到的改性聚丙烯方案,我和老李商量了一下,难度确实非常大,但并非完全没有可能。”

“难,才叫攻关。”秦奋将笔记本和草图摊在实验台上,“我把关于改性聚丙烯的一些更具体的思路整理了一下。我们时间紧迫,不可能像科研院所那样按部就班地进行大范围筛选实验。我这里有几个相对成熟的,或者说,在后…在一些前沿研究中被证明是有效的改性方向和助剂体系。”

他指着草图上一个类似流程图的示意:“我们的目标是开发一种高性能改性聚丙烯(Modified Polypropylene, MPP)。核心思路是围绕提高PP的刚性、耐热性、冲击强度和耐候性,同时要兼顾加工流动性。”

“第一步,也是关键一步,是提高PP的极性。PP本身是非极性材料,与很多极性增强填料、助剂以及其他聚合物的相容性很差。我建议的方案是采用马来酸酐(MAH)接枝聚丙烯。通过自由基引发剂,在PP主链上接枝上马来酸酐官能团,形成MAH-g-PP。”秦奋语速平稳,条理清晰,“这能显著改善PP与其他材料的界面结合力。”

李大柱等人听得一知半解,但周海涛的眼睛却越来越亮。马来酸酐接枝聚丙烯,这确实是高分子材料改性领域一个经典且有效的手段!但他震惊的是,秦奋不仅提出了方向,甚至对反应条件、引发剂选择似乎都有腹稿。

“接枝反应的效率和接枝率是关键。”周海涛补充道,“这需要精确控制反应温度、单体浓度、引发剂用量和反应时间。”

“没错。”秦奋赞许地看了周海涛一眼,“这方面,就需要周工您和团队通过实验来摸索最佳工艺参数。我可以提供一个大致的范围。引发剂方面,过氧化二异丙苯(DCP)或者过氧化苯甲酰(BPO)都可以尝试。”

他又指向另一张草图:“增韧是我们要解决的另一个核心问题。纯PP的低温韧性很差,容易发脆。我建议同时考察几种弹性体:三元乙丙橡胶(EPDM)、SEBS(苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物),以及POE(聚烯烃弹性体)。特别是POE,它与PP的相容性相对较好,增韧效果显著,而且对材料的流动性影响较小。”

“增强方面,短切玻璃纤维是目前最经济实用的选择。但要注意玻纤的表面处理,以及玻纤在基体中的分散均匀性。偶联剂的使用至关重要,它能改善玻纤与PP基体的界面粘结。硅烷偶联剂,比如氨基硅烷或者乙烯基硅烷,可以作为重点研究对象。”

“此外,为了提高材料的结晶速率和结晶度,从而改善其刚性和热变形温度,我们需要筛选合适的成核剂。β-成核剂是一种很有潜力的方向,它可以诱导PP形成β晶型,这种晶型具有更高的冲击强度。”

秦奋一口气抛出了大量专业术语和具体的技术路径,李大柱等人努力记录,只觉得厂长的脑袋简直就是个无底洞。而周海涛则从最初的惊讶,逐渐转为深深的震撼。秦奋提出的这些,不仅仅是方向,几乎是细化到具体材料选择和工艺要点的实验方案!这哪里是一个普通工厂厂长能掌握的知识?这分明是浸淫高分子材料领域多年的资深专家的水平,甚至某些思路比他在省研究所接触到的还要前沿!

“秦厂长,您…您这些思路太宝贵了!”周海涛激动地说道,声音都有些颤抖,“有了这些明确的指引,我们至少能少走很多弯路,大大缩短研发周期!”

秦奋笑了笑:“这些也只是理论上的设想,具体效果如何,还需要大量的实验验证。这条路注定不会平坦,失败是家常便饭。我希望大家能有心理准备,更要有屡败屡战的勇气。”

他看向李大柱:“老李,原料采购方面,我已经让财务预支了一笔款子。你拿着清单,不管是县里的、市里的,甚至是省城的化工原料商店、试剂公司,只要能买到的,都给我买回来!基础树脂,比如不同牌号的PP、ABS、PS,各种等级的玻璃纤维,还有我提到的那些引发剂、弹性体、偶联剂、成核剂、阻燃剂、抗氧剂、润滑剂等等,能搞到多少就搞多少,多多益善!”

“是!厂长,我这就去办!”李大柱郑重地接过秦奋递过来的一份初步的原料和试剂清单,上面密密麻麻写满了各种化学名称和规格型号。他知道,这薄薄的几张纸,承载着红星厂自主研发的希望。

“设备方面,”秦奋继续说道,“我已经托王书记联系省科委和一些兄弟单位,看看能不能协调到或者租借到一些关键的测试设备,比如冲击试验机、熔融指数仪。至于小型双螺杆挤出机,如果实在找不到二手的,我们就自己设计,自己造!我们厂本身就是搞机械的,这个我们有基础!”

自己造双螺杆挤出机?这又是一个石破天惊的想法!双螺杆挤出机是高分子材料共混改性的核心设备,结构复杂,精度要求高,国内能生产的厂家都寥寥无几。但从秦奋口中说出来,却显得那么理所当然。

技术科的年轻人眼中已经燃起了熊熊火焰,被秦奋描绘的蓝图和破釜沉舟的决心彻底点燃。是啊,有什么不可能的?从远风水泵到远风电扇,秦厂长哪一次不是化腐朽为神奇?

接下来的日子,红星厂这台庞大的机器,在内外双重压力下,以前所未有的效率运转起来。

刘副厂长坐镇生产一线,将“节约闹革命”的精神发挥到了极致。他亲自带着各车间主任和工段长,一遍遍优化生产工艺,死磕每一个可能造成浪费的环节。注塑车间,他要求对每一模产品进行称重,严格控制飞边毛刺的产生;边角料回收再利用流程被重新梳理,确保颗粒归仓。他还真的效仿秦奋那句话,搞起了“临时替代方案”的征集,要求各个车间上报,如果RMA-7断供,哪些非核心部件可以暂时使用性能稍差但能保证基本功能的材料替代,哪怕是牺牲一点点外观。一时间,生产科的办公室里,各种样品和建议方案堆积如山。

李大柱则带着几个精干的采购员,开始了艰苦的“扫货”之旅。他们跑遍了凤栖县城,又马不停蹄地赶往市里,甚至派人去了省城。这个年代,专业的化工原料市场尚未形成,很多试剂和特种化学品都分散在各种不起眼的门市部或者科研单位的附属商店里。他们拿着秦奋的清单,一家家地问,一点点地凑。有时候为了一公斤稀有助剂,要跑上大半天,磨破嘴皮子。PP、ABS这些大宗树脂还好说,一些精细化学品,比如特定的引发剂、偶联剂,简直比黄金还难找。但凭着一股不达目的誓不罢休的韧劲,各种实验所需的“弹药”还是陆陆续续地运回了红星厂。

临时实验室里,更是进入了“白加黑”、“五加二”的战斗状态。周海涛凭借其深厚的理论功底和丰富的实验经验,指导着年轻的技术员们搭建实验装置,进行基础的材料性能测试和化学反应尝试。

他们做的第一批实验,就是秦奋重点指出的马来酸酐接枝聚丙烯(MAH-g-PP)。在周海涛的指导下,技术员们小心翼翼地将PP粒子、马来酸酐、引发剂DCP按照不同配比加入到一个从食品厂借来的带有搅拌和加热功能的不锈钢反应釜(临时充当反应器)中,通入氮气保护,然后缓慢升温。

过程远非一帆风顺。温度控制是个大难题,用酒精灯或者简易电炉加热,温度波动很大,很容易导致反应过度或者反应不完全。第一次实验,由于温度过高,釜内的物料直接焦化了,散发出刺鼻的糊味,一整釜原料报废。

“没关系,清理干净,总结教训,再来!”秦奋恰好过来看望,看到一脸沮丧的技术员们,不仅没有责备,反而温言鼓励,“科学实验,哪有一次就成功的?失败的数据,也是宝贵的经验。”

在他的鼓励下,团队迅速调整。他们改进了加热方式,用沙浴代替直接加热,增加了手动搅拌的频率以保证受热均匀。他们一遍遍地调整马来酸酐和引发剂的用量,摸索最佳的反应时间和温度曲线。

经过三天不眠不休的反复试验,当第七批样品从反应釜中取出,经过提纯、干燥后,送到简易拉力测试装置上进行测试时,虽然数据波动依然很大,但周海涛敏锐地发现,经过接枝改性的PP样品,在与少量极性填料(如木粉,临时用作测试)混合后的相容性,确实比未改性的纯PP有了肉眼可见的改善!虽然距离理想的MAH-g-PP还有很长的路要走,但这无疑是一个积极的信号!

“秦厂长,初步结果出来了!”周海涛拿着几份写满了数据的粗糙报告,难掩激动地找到了正在办公室研究柴油机图纸的秦奋,“马来酸酐接枝聚丙烯的方向,初步看是可行的!接枝后的PP,其极性确实有所提高!”

秦奋放下手中的图纸,接过报告仔细看了看,脸上露出了欣慰的笑容:“很好!这只是万里长征第一步!接下来,就是如何精确控制接枝率,以及将MAH-g-PP作为母料,与我们选定的弹性体、增强填料进行共混改性,一步步逼近RMA-7的综合性能!”