原標題：厚度僅有頭發絲的1/10，抗壓強度卻能達到100兆帕，質子交換膜牛在哪?

來源：舜網

原標題：厚度僅有頭發絲的1/10，抗壓強度卻能達到100兆帕，質子交換膜牛在哪?

來源：舜網

近日，來自山東桓臺的榮欽功風塵仆仆趕往上海，他帶著山東森榮新材料有限公司(下稱“山東森榮”)在聚四氟乙烯微孔膜領域的最新研發成果，順利簽下百萬元訂單。

三個月前，山東森榮接到來自氫能源行業頭部企業的需求，希望生產出應用在氫燃料電池質子交換膜的支撐材料。該材料在全球只有日本日東企業能生產，質子交換膜作為氫燃料電池的“芯片”，對方一直積極尋求國產替代方案。

“運用自主研發工藝成功解決難題，各項指標強于日本東工一倍之多。”榮欽功很興奮，這款高強膜厚度僅10微米，相當于頭發絲的十分之一，抗壓強度能達100兆帕，孔隙率80%。“如鋼筋鐵骨般將質子交換膜支撐在氫燃料電池上。”

這款高強膜原料為聚四氟乙烯(PTFE)，因耐熱、耐寒、耐腐蝕特性，又名“塑料王”，為現代科技、軍工和民用領域解決多項關鍵技術。這款應用廣泛且不可或缺的材料，讓榮欽功鉆研了17年。

穩扎穩打打破國外壟斷

兩間不足40平方米的簡陋小屋，三臺聚四氟乙烯加工設備，是榮欽功創立的第一個生產車間，這里曾吸引來60多家外國企業的關注，上百噸聚四氟乙烯管棒走出國門遠銷海外。

2006年，38歲的榮欽功還是一名汽車維修工，他發現聚四氟乙烯行業前景廣闊，技術門檻低，便決定辭職創業。“摸著石頭過河，邊干邊琢磨。”那幾年，榮欽功帶領六名工人成宿地泡在廠里，穿梭于生產設備之間。在這段經歷中，他們賺得第一桶金，也看清了國內聚四氟乙烯行業的瓶頸與短板。

生產之初，聚四氟乙烯擠出機頻繁發生停機故障，無法產出一條完整的管。工人們檢查維修發現，由于溫度過高導致管卡在中間無法擠出。大伙在車間熬了四十個日夜，終于研究設計出一款散熱風箱，安裝后第一筆訂單順利生產。至此，訂單需求從四面八方涌來，2011年聚四氟乙烯板、棒、管生產年規模近800噸，年銷售額7000多萬元。

為尋求高科技、高附加值、綠色環保的產品，榮欽功又將目光投向聚四氟乙烯纖維領域。彼時，我國成功研發氯堿離子膜，結束氯堿工業幾十年來被美日壟斷的歷史。氯堿離子膜作為“離子膜法制堿”的關鍵材料，關乎國家經濟安全和未來能源利用，國內需要一款能讓氯堿離子膜工作穩定、使用壽命長的核心材料——PTFE長絲纖維，但參數要求很高，線密度35D，同時保持高強韌度。

“我們當時認為幾乎做不到。”榮欽功坦言，“正如一根頭發絲的三分之一，做到這個細度還要保證高強韌度，尤其我們當時還不具備生產聚四氟乙烯纖維的能力。”但如果國內沒有企業做到，只能依賴進口，再次面臨國外壟斷。

榮欽功帶領團隊成立技術攻關小組，歷時八年，對機械設備技術工藝改進六次，“第一時間拿到設備數據后，我連夜把所有數據參數記在腦子里背誦下來，第二天召集所有人開會，把內容向大家科普一遍。”為了解決一個技術問題，榮欽功和同事連續24小時開車到達軸承廠家咨詢，回來后泡在車間幾天幾夜，一夜之間一噸多重的軸承管被拆裝4次。

憑著這股不服輸的精神，榮欽功和他的團隊終于研制成功且各項指標均達到國際標準，完全實現國產替代，成為國內唯一一家配套氯堿離子膜的PTFE超細長絲加工企業。目前訂單金額3000多萬元，年產能20噸。

“獨門絕技”領航細分賽道

聚四氟乙烯微孔膜是一種過濾材料，應用非常廣泛。小至空氣凈化設備、食品、服裝、電子產品等，大至軍工、生化、制藥、鑄造、半導體等行業，都需要用特殊工藝覆合在基材上實現高效過濾。其次，微孔膜所呈現不同的孔徑、孔隙率、厚度、寬度等效果，將滿足不同產品的需求。

薄、孔徑小、孔隙率高，是聚四氟乙烯微孔膜的核心工藝。山東森榮對產品的“死磕”精神，正如一層層微孔膜做到極致。

新冠肺炎疫情發生后，全球對口罩的需求激增，號稱口罩“心臟”的熔噴布一直處于緊缺狀態，價格從最開始每噸不到2萬元漲到每噸40萬元。榮欽功帶領技術團隊用三天三夜，研發成功代替PP熔噴布且可重復使用的PTFE納米口罩膜材料，為疫情防控和口罩生產企業“一布難求”解了燃眉之急。

“孔徑小于水分子上百倍、大于水蒸氣上萬倍，同等壓差下透氣量比同行業產品高20%以上。”榮欽功說，PTFE納米口罩膜的厚度僅為頭發絲的百分之一，可連續使用30天幾乎無指標降低，過濾效率達99%。

科技創新是解決需求的“黃金鑰匙”。榮欽功發現，當下智能化產品都在向著最高級別的防水和透聲方向聚攏,他決定開始投入對IP68膜的研發。IP68膜作為防水透氣透聲膜，廣泛應用在智能手機、智能穿戴、手持終端、藍牙耳麥、音箱等需要防水的電子產品，30米水深以下使用的IP68膜可通過常規加工方式實現，但50米水深以下，不但對膜厚薄的精度要求高，對膜的整體均勻性和穩定性要求也極高，靠常規加工方式無法實現，成為“卡脖子”的技術難題。

沒有人才，寸步難行，這是榮欽功在尋求科技創新的道路上所體會到的。他找到專攻PTFE的專家，與多家知名院校合作，在高精尖人才和自主研發團隊的合力攻關下，成功研發出國內最高級別IP68膜，“50米水深以下，在防水的同時，幾乎沒有聲損。”一卷IP68膜上均勻整齊地排列著長寬約1.8毫米的膜片，它的問世解決了電子產品核心材料長期依賴國外的局面,也將使中國電子產業在國際市場中大大提高競爭力。

為實現“彎道超車”，2022年山東森榮首創3D打印PTFE膜技術，保證膜的厚度、強度的同時，顛覆美國戈爾自上世紀70年代以來，采用物理雙向機械拉伸無法實現均勻的方式。“目前正為國內幾家電子制造企業批量生產穩定供貨，下一步即將邁入技術迭代創新階段。”

專注PTFE膜科研、生產、經營和對外貿易17年，山東森榮從無到有，在產業鏈關鍵領域“補短板、填空白”，擁有35項專利和15項發明，通過自主研發實現進口替代;從有到優，挺進3C電子產品、新能源等萬億級市場領域，成為行業頭部企業的核心供應商，年收入突破2億元，2023年預計實現3億元。創新是企業的生命力，堅持以新技術研發帶動產品創新，這離不開國家稅費政策的大力支持，據統計，2022年，公司享受研發費用加計扣除總額達536萬元、享受國家需要重點扶持的高新技術企業減按15%的稅率征收企業所得稅政策減免22萬元;2022年以來，享受增值稅(抵)退稅46萬元，出口留(抵)退稅431萬元，其中出口退稅130萬元。

持續深耕搶抓行業浪潮

在山東森榮的隔壁，占地110畝的新工廠正在平整土地，不久后嶄新的廠房和研發中心將拔地而起。

“這里未來主要用于‘PTFE電子專用材料制造項目’的研發與生產。”榮欽功所說的PTFE電子專用材料，是以PTFE改性膜為核心材料的PTFE高頻覆銅板。

隨著5G和工業互聯網發展進程不斷加快，高頻覆銅板的需求快速增長。但由于工藝復雜、材料及加工認證周期長、下游需求多樣要求專有配方等特點，行業門檻高，市場由美日廠商主導且占有率超90%，壟斷程度較高。

企業要在某個行業持續性深耕，才能做到“專業”和“精細管理”，其次要適時抓住行業最新浪潮并擁有足夠創新精神，才能實現自己的“特色”和“創新”。顯然山東森榮做到了。去年年底，山東森榮持續深耕PTFE膜領域，耗時六個月成功研發PTFE高頻覆銅板，實現信號傳輸快、穩定、精準、接近零延時，可廣泛應用于5G通信交換系統、云計算儲存系統、物聯網射頻系統、新能源、綠色物流等各大領域。

“項目投產后產品一經上市，將率先打破美日壟斷，實現國內高端高頻覆銅板材料的國產替代，為中國通信行業的高頻化提供堅強的材料支撐。”榮欽功說，項目建成后年生產規模可達每年30萬張PTFE高頻覆銅板，160萬張碳氫類高頻高速覆銅板，預計年銷售收入將突破22.7億元，利稅突破3.5億元。

站在山東森榮廠區里，車間的機器轟隆轟隆地運作，工人們專心致志地調試零件，研發團隊身穿防護服不斷在設備上進行實驗。他們都是為了共同一個目標，就寫在廠房上面——“一絲不茍，絲絲精品”。

“我們一直把‘專精特新’4個字鐫刻到企業文化里，以爭創世界第二個戈爾為奮斗目標，打造國際一流的膜材料研發生產基地。”榮欽功說。

原標題：厚度僅有頭發絲的1/10，抗壓強度卻能達到100兆帕，質子交換膜牛在哪?

作者：新黃河記者：譚登方

想爆料？請登錄《陽光連線》（ https://minsheng.iqilu.com/）、撥打新聞熱線0531-66661234或96678，或登錄齊魯網官方微博（@齊魯網）提供新聞線索。齊魯網廣告熱線0531-81695052，誠邀合作伙伴。