輕工科學(xué)與工程學(xué)院范浩軍教授團(tuán)隊(duì)緊跟皮革行業(yè)發(fā)展需求，從真皮研究領(lǐng)域轉(zhuǎn)向合成革產(chǎn)業(yè)，開展科研創(chuàng)新，幫助企業(yè)破解痛點(diǎn)、難點(diǎn)，攜手打通產(chǎn)業(yè)鏈，引領(lǐng)合成革產(chǎn)業(yè)綠色升級(jí)和智能化制造轉(zhuǎn)型。今天，我們一起來看該團(tuán)隊(duì)的探索與實(shí)踐。
轉(zhuǎn)變研究方向：抓住行業(yè)發(fā)展機(jī)遇，從真皮到合成革
改革開放初期，我國浙江、福建等沿海地區(qū)，承接了日本等發(fā)達(dá)國家因?yàn)楦呶廴径蕴漠a(chǎn)業(yè)—合成革產(chǎn)業(yè)。經(jīng)過多年發(fā)展，我國成為合成革制造和消費(fèi)第一大國，年產(chǎn)量近100億平米，占世界產(chǎn)量70%以上，廣泛用于鞋服、家裝、沙發(fā)、汽車、高鐵、船舶、體育用品等制造領(lǐng)域，在保障民生供應(yīng)和支撐高端制造中發(fā)揮著重要作用。
2005年，在川大跟隨石碧院士從事真皮制革研究的范浩軍了解到合成革制造產(chǎn)業(yè)的市場(chǎng)規(guī)模是真皮的二十倍，發(fā)展前景廣闊。
隨后，范浩軍主動(dòng)帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)前往合成革企業(yè)調(diào)研，與企業(yè)負(fù)責(zé)人洽談間，他了解到傳統(tǒng)溶劑型合成革因?yàn)楦吣芎摹⒏呶廴镜膯栴}出口受限，整個(gè)行業(yè)的發(fā)展也受到限制。
“我國合成革產(chǎn)業(yè)每年會(huì)消耗500萬噸對(duì)環(huán)境有害的有機(jī)溶劑，行業(yè)VOC排放量達(dá)150/年。”
“企業(yè)車間的空氣里滿是甲苯、丁酮和二甲基甲酰胺等有機(jī)溶劑的味道，末端治理技術(shù)也不成熟。”范浩軍回憶道。那時(shí)的他深刻感受到，合成革產(chǎn)業(yè)的綠色制造和轉(zhuǎn)型已迫在眉睫。
范浩軍團(tuán)隊(duì)敏銳地察覺到行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)既是挑戰(zhàn)也是機(jī)遇，于是轉(zhuǎn)向合成革綠色低碳制造技術(shù)研究，深耕20余年。
近5年，團(tuán)隊(duì)承擔(dān)國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目1項(xiàng)、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃課題3項(xiàng)、國家自然科學(xué)基金6項(xiàng)、橫向項(xiàng)目60余項(xiàng)，突破行業(yè)共性技術(shù)6項(xiàng)，成果在萬華、華峰、安利、齊力、阿基里斯、硅寶等70余家行業(yè)知名企業(yè)轉(zhuǎn)化81項(xiàng)，到校經(jīng)費(fèi)超6000萬元。
與企業(yè)、地方政府建立合作：用實(shí)力贏得信任，搭建交流合作平臺(tái)
在范浩軍看來，引領(lǐng)行業(yè)的發(fā)展，須了解行業(yè)的共性、關(guān)鍵問題是什么，與企業(yè)合作的前提是要摸清楚企業(yè)的痛點(diǎn)和難點(diǎn)，關(guān)鍵是要讓高校科研成果從實(shí)驗(yàn)室走向生產(chǎn)線。
川大的皮革專業(yè)在行業(yè)內(nèi)聲譽(yù)卓著。2005年，在浙江省科技廳、環(huán)保廳的帶領(lǐng)下，許多行業(yè)內(nèi)的龍頭企業(yè)來到川大，希望能夠進(jìn)行一些技術(shù)上的對(duì)接與合作，這其中就有閩鋒化學(xué)公司。
閩鋒化學(xué)詢問是否能提高傳統(tǒng)合成革的透氣性。范浩軍恰好有做過相關(guān)課題的研究基礎(chǔ)。經(jīng)深入交流后，雙方一拍即合，當(dāng)場(chǎng)敲定合作。隨后，范浩軍團(tuán)隊(duì)開始進(jìn)行相關(guān)材料的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，最終將傳統(tǒng)合成革的透氣性提高了10倍，企業(yè)透汽革產(chǎn)品暢銷國內(nèi)外。
這是范浩軍第一次與合成革企業(yè)合作。而這次合作的成功，贏得了閩鋒化學(xué)的信任，也使他的名字在行業(yè)內(nèi)流傳開來，逐漸有更多的企業(yè)找上門來。
但是傳統(tǒng)油性合成革制造工廠使用有毒有害有機(jī)溶劑，工作環(huán)境差，環(huán)境污染大。工人們也不愿意“拿命換錢”，導(dǎo)致招工難，用人成本高，地方政府、企業(yè)家們對(duì)行業(yè)發(fā)展的前景也很焦慮。2007年，受浙江省科技廳委托，在麗水市政府項(xiàng)目資助下，范浩軍團(tuán)隊(duì)國內(nèi)外首次對(duì)的水性聚氨酯合成革制造的可行性進(jìn)行了論證。
一年后，在浙江省水性聚氨酯合成革的可行性論證報(bào)告會(huì)上，范浩軍的研究成果吸引了與會(huì)上150多位企業(yè)家的高度關(guān)注：水性聚氨酯合成革不僅可行，且在性能與環(huán)保上都優(yōu)于傳統(tǒng)油性合成革。
范浩軍指導(dǎo)水性聚氨酯合成革生產(chǎn)
在系列新材料和新技術(shù)取得突破后，范浩軍團(tuán)隊(duì)先后與地方政府共建了合成革新材料和新技術(shù)研究院2家，與行業(yè)龍頭企業(yè)共建綠色制革技術(shù)應(yīng)用中心13家，這些研究院和應(yīng)用技術(shù)研究中心為行業(yè)新技術(shù)發(fā)布、宣傳和應(yīng)用推廣提供交流平臺(tái)、應(yīng)用示范，為以點(diǎn)帶面推進(jìn)綠色合成革產(chǎn)業(yè)化發(fā)展打下基礎(chǔ)。
助力合成革產(chǎn)業(yè)綠色升級(jí)：攜手龍頭企業(yè)示范推廣新工藝，打通產(chǎn)業(yè)鏈
如何推動(dòng)合成革產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，讓高校科研成果從“一個(gè)項(xiàng)目”走向“一個(gè)行業(yè)”？范浩軍總結(jié)出一套可復(fù)制的合作路徑。
新材料與新工藝在全面推廣之前，范浩軍會(huì)選擇一家行業(yè)內(nèi)的龍頭企業(yè)建立一個(gè)示范試驗(yàn)線。技術(shù)成熟后再主動(dòng)邀請(qǐng)其它企業(yè)前來觀摩演示，展現(xiàn)新技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，吸引更多合作。“我可以無償提供技術(shù)給示范企業(yè)，由他們來協(xié)助孵化，
企業(yè)得到了新技術(shù)，我們成果得到了驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)共贏”，范浩軍說。新技術(shù)不是一蹴而就的，需要反復(fù)革新。如團(tuán)隊(duì)剛開始在業(yè)內(nèi)龍頭企業(yè)清遠(yuǎn)齊力合成革有限公司推廣水性合成革制造技術(shù)時(shí)，仍沿襲傳統(tǒng)的三涂四烘、半干貼技術(shù)路線，擴(kuò)產(chǎn)后企業(yè)認(rèn)為其工藝流程復(fù)雜，生產(chǎn)效率偏低，剝離強(qiáng)度不穩(wěn)定（時(shí)高時(shí)低）。于是團(tuán)隊(duì)與企業(yè)再度展開深化合作，提出了兩涂兩烘、濕貼改進(jìn)方案，材料改進(jìn)和工藝改進(jìn)雙管齊下，不僅解決了該企業(yè)的技術(shù)難題，也使得該技術(shù)在行業(yè)迅速得到了推廣應(yīng)用。
范浩軍帶領(lǐng)學(xué)生深入企業(yè)調(diào)研
再如，在超纖合成革行業(yè)調(diào)研中，范浩軍敏銳洞察到行業(yè)普遍存在的水耗高、工藝流程長、有機(jī)溶劑殘留等技術(shù)痛點(diǎn)。針對(duì)這些共性問題，團(tuán)隊(duì)研發(fā)了基于水性聚氨酯的無水凝固-節(jié)水減量技術(shù)路線，經(jīng)過 2 年多攻關(guān)，取得水耗降低 10 噸/千米革以上、工藝流程優(yōu)化、揮發(fā)性有機(jī)物含量達(dá)標(biāo)歐盟生態(tài)革標(biāo)準(zhǔn)的顯著成效。作為該領(lǐng)域的行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)，明新旭騰新材料股份有限公司深耕車用超纖合成革多年，與范浩軍團(tuán)隊(duì)的綠色制造理念高度一致，快速推廣應(yīng)用水性制革技術(shù)，共同推動(dòng)了超纖革行業(yè)的綠色化、高品質(zhì)發(fā)展。
“用戶是上帝，龍頭企業(yè)是行業(yè)的風(fēng)向標(biāo)，新技術(shù)一旦在他們那里跑通，整個(gè)產(chǎn)業(yè)就會(huì)迅速跟進(jìn)。”范浩軍說。
范浩軍團(tuán)隊(duì)研發(fā)的新材料和新工藝水耗低、無污染，契合國家“綠色可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略”的要求，受到行業(yè)主管部門的認(rèn)可，但新技術(shù)如何在更多企業(yè)實(shí)施，生態(tài)革產(chǎn)品如何得到用戶的認(rèn)可，其模式仍需創(chuàng)新。2016年，中國輕工業(yè)聯(lián)合會(huì)主導(dǎo)成立了由下游知名品牌客戶、行業(yè)龍頭企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)組成的“中國合成革綠色供應(yīng)鏈產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟”，引導(dǎo)品牌商積極采購水性生態(tài)革，讓更多企業(yè)看到商機(jī)和未來發(fā)展趨勢(shì)，這種由下游客戶倒逼制革企業(yè)采用綠色制革技術(shù)的模式，快速推進(jìn)了從材料研發(fā)到工藝革新、從品牌端到政策端的全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同，也帶動(dòng)了整個(gè)行業(yè)的快速升級(jí)。
產(chǎn)業(yè)鏈打通了后，Nike、Adidas、李寧、安踏、361等100家知名品牌商紛紛采購使用范浩軍團(tuán)隊(duì)技術(shù)生產(chǎn)的生態(tài)革。
引領(lǐng)合成革行業(yè)發(fā)展：打破國外裝備技術(shù)壟斷，推進(jìn)智能化制造轉(zhuǎn)型
從材料和生產(chǎn)工藝上助力合成革產(chǎn)業(yè)綠色化升級(jí)之后，范浩軍團(tuán)隊(duì)將目光轉(zhuǎn)向合成革產(chǎn)業(yè)的裝備技術(shù)研發(fā)，持續(xù)開展聯(lián)合科研攻關(guān)，從更高層面引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展。
范浩軍匯報(bào)行業(yè)共性技術(shù)解決方案，持續(xù)攻關(guān)
在推廣水性合成革制造技術(shù)時(shí)，范浩軍團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)水性聚氨酯連續(xù)化生產(chǎn)、水性涂層快速干燥等裝備技術(shù)被國外封鎖，而國內(nèi)普遍采用的間歇式生產(chǎn)技術(shù)、熱風(fēng)干燥技術(shù)生產(chǎn)效率低、能耗高，品質(zhì)不穩(wěn)定。
針對(duì)水性聚氨酯連續(xù)化生產(chǎn)效率低的問題，團(tuán)隊(duì)與華峰集團(tuán)有限公司（行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)）聯(lián)合攻關(guān)，成功研發(fā)出“螺桿擠出-聲化學(xué)強(qiáng)化”的水性聚氨酯連續(xù)化生產(chǎn)新裝備、新技術(shù)，最終打破了國外壟斷，并將生產(chǎn)效率提高了10倍以上，成本降低了35%，建成了年產(chǎn)量20萬噸的連續(xù)化生產(chǎn)線。
而針對(duì)水性涂層干燥慢的問題，范浩軍團(tuán)隊(duì)與川大電子信息學(xué)院黃卡瑪教授團(tuán)隊(duì)合作，基于微波快速干燥原理，將微波加熱器和熱風(fēng)干燥箱耦合，集成了由MES（生產(chǎn)管理系統(tǒng)）控制的自動(dòng)化干燥裝備，將水性涂層干燥速率提升2倍,綜合能耗降低30%。
今年，針對(duì)合成革行業(yè)過程-缺陷難以在線控制的問題，范浩軍團(tuán)隊(duì)與浪潮云洲（工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)）有限公司就人工智能技術(shù)在合成革制造與品質(zhì)控制中的關(guān)鍵應(yīng)用展開研究，可望實(shí)現(xiàn)“檢測(cè)-分析-優(yōu)化-干預(yù)”閉環(huán)管理升級(jí)與皮革專業(yè)知識(shí)庫與AI技術(shù)深度融合，推動(dòng)合成革產(chǎn)業(yè)智能化轉(zhuǎn)型。
這些成果的出現(xiàn)，不僅使國內(nèi)企業(yè)擺脫了對(duì)進(jìn)口設(shè)備和技術(shù)的依賴，也大幅提升了綠色生產(chǎn)效率，引領(lǐng)了合成革行業(yè)的未來發(fā)展。
產(chǎn)學(xué)研的結(jié)合是一條漫長的路。從實(shí)驗(yàn)室到工廠車間，從理論研究到行業(yè)實(shí)踐，范浩軍團(tuán)隊(duì)二十年如一日，積極推動(dòng)著合成革制造行業(yè)的綠色制造、智能制造、高端制造。范浩軍認(rèn)為，這種從實(shí)驗(yàn)室走向生產(chǎn)線的合作模式，本質(zhì)上是一種“雙向嵌入”：科研嵌入產(chǎn)業(yè)過程，企業(yè)參與科研過程。只有當(dāng)科研與應(yīng)用相互嵌合，創(chuàng)新成果才能真正“落地生根”，實(shí)現(xiàn)科研技術(shù)的層層突破、推動(dòng)行業(yè)不斷向前發(fā)展。
轉(zhuǎn)自：四川大學(xué)官方微信公眾號(hào)
