为了解决8亿人的穿衣问题,科学家打响“丙纶会战”。1980年3月的一天,在中国科学院化学研究所,时任副所长钱人元与研究人员徐振淼、徐端夫、赵得禄、范庆荣“摆拍”了一张照片。照片的“C位”是几卷彩色线卷,这是当时我国唯一自主研究开发成功的化纤产品——丙纶。
20世纪70年代初,我国耕地少、人口多,粮棉争地矛盾突出,用来制作衣服的天然纤维紧缺。怎样解决全国8亿人的穿衣问题成为当时的急迫需求。发展化学纤维是一条重要出路,但在当时,我国化纤品种少、生产水平低,高度依赖进口。1974年,经过大量调查和反复论证,化学所决定“研究开发穿着用聚丙烯纤维(丙纶)”。一场由科学家担当主力军的“丙纶会战”打响了,先后有100多位科研人员加入这项研究。
尽管资源丰富,但国际上对开发聚丙烯作为服装用纤维持怀疑态度,因为丙纶有明显的缺点:耐老化性能差和染色困难。在科学家眼里,丙纶生产中的老化和染色等都属于高分子化学问题,解决这些问题正是化学所的使命担当。在钱人元的带领下,徐端夫作为课题组较为年长的“大师兄”组织科研人员从学科视角出发开展研究。
实验结果证明了他们的猜想,20世纪70年代后期,他们在国际高分子学术会议上首次公开实验结果,得到国际专家的高度认可。
然而,从科学发现到生产一线,困难接踵而至。实验室中降低聚丙烯分子量的方法在工业上却难以实现,国际上也没有工业化经验可供借鉴。一时间消极情绪在团队中弥漫,徐端夫经常鼓励大家“只要我们努力做,一定是可以做出来的!”他们探索出用“有机过氧化物”调节分子量的方法,却遭到了工业界的强烈反对。
有机过氧化物遇热会发生强烈分解,很多人担心安全性,也担心过氧化物中的自由基会加速产品老化。徐端夫制定了严密的安全方案,第一次在工厂试验时,现场气氛很紧张,消防车在车间外严阵以待,徐端夫在车间内镇定主持。随着试验按照预定步骤平稳进行,大家才放下心来。眼看着丙纶细丝从纺丝机中喷出,徐端夫深感欣慰:坚持多年的潜心探索终于到达彼岸,丙纶制衣的梦想就在眼前!
原理取得突破后,科研人员筛选出几种有机过氧化物,联合多家工厂完成丙纶配方试验,“过氧化二叔丁基(DTBP)”最终胜出!为了保证工业生产简单高效,他们将DTBP制备成“降温母粒”混入商品化聚丙烯树脂原料中,就可以在工厂原有的生产线上实现顺利纺丝。
1980年,“降低丙纶纺丝温度新方法”获得国家发明奖,1989年,“丙纶级聚丙烯树脂的研制、工业化生产和应用”获得国家科技进步一等奖,专家给予了高度评价:这是一个科研与生产相结合、科技转化为生产力的典型项目,经验值得推广!
随着国际化纤研究呈现向“细旦化”发展的趋势,徐端夫还带领课题组陆续开发出具有国际领先水平的细旦、超细旦丙纶长丝相关技术。
采用这些技术制成的织物有突出的疏水导湿性能,手感柔软、滑爽,细旦丙纶还可以与棉纤维、蚕丝等混纺,制作性能优良的功能服装。1974年至1989年,化学所科研人员匠心缔造、开拓创新,突破丙纶稳定纺丝新工艺,开发出一系列流动性好的聚丙烯纺丝专用料,解决了8亿国人穿衣的燃眉之急,也为我国丙纶工业的迅速发展奠定了基础。
后来当选中国工程院院士的徐端夫,经常给同事、同行展示丙纶制成的衣服,晚年在病榻上还穿着丙纶衣服,因为“出汗很快就排走了,穿着很舒服”。今天,那场“丙纶会战”早已结束,主力队员钱人元、徐端夫分别于2003年、2006年逝世,其他成员也大都是耄耋老人,但科学研究的生命仍在延续。
化学所科研人员开发了多项高性能聚丙烯产品,未来,他们还将依托中国科学院体系化建制化基础研究的优势,推动高分子材料领域的科技进步,持续为国家重大需求服务!