文/郁 紅

國產離子膜：何時踏上金光大道

文/郁 紅

在5月底召開的2013年全國燒堿行業(yè)技術年會上，國產離子膜的應用成為與會代表討論的熱點。國產離子膜已誕生4年，它的推廣應用情況究竟如何？企業(yè)在應用時有哪些擔心？國產離子膜未來應朝什么方向發(fā)展？大規(guī)模推廣應用還需要開展哪些工作？筆者對此進行了調研采訪。

國產膜試用效果初顯

翻開世界氯堿離子膜的發(fā)展歷史，我們看到了這樣的一組數據：1964年，美國杜邦公司成功開發(fā)出了全氟磺酸樹脂，商品名為Nafion；1975年由日本旭化成公司開發(fā)出全氟羧酸膜；1980年美國杜邦公司開發(fā)出900系列高性能全氟羧酸全氟磺酸復合膜；1983年日本旭硝子公司開發(fā)出800系列高性能全氟羧酸全氟磺酸復合膜；1987年日本旭化成公司開發(fā)出高性能全氟磺酸全氟羧酸復合離子膜；2009年山東東岳集團開發(fā)出DF988高性能全氟磺酸全氟羧酸復合離子膜；2012年山東東岳集團開發(fā)出DF2801高性能全氟磺酸全氟羧酸復合離子膜。

雖然在開發(fā)成功的時間點上，我國明顯滯后于美日等國，但是從開發(fā)的效率上看，國外用了幾十年的時間，而國產膜從真正開始研發(fā)到成功，只用了8年左右的時間，而且經過十余家企業(yè)的試用，取得了較好的效果。

筆者從2013年全國燒堿行業(yè)技術年會上獲悉：經過在營創(chuàng)三征（營口）精細化工有限公司的試用，國產高強度DF988離子膜的檢測指標已達到和部分超過國外同類型膜水平。其在DD350電解槽上的應用運行數據表明：從強度性能上看，DF988膜將能滿足當前所有電解槽對離子膜的強度要求；能滿足其他槽型對離子膜抗起泡性能的要求；比國外同類產品具有較低的膜電阻，但電流效率與之相同；作為無犧牲芯材離子膜，建議在電流密度≤4.5千安/平方米的電解槽上使用。據了解，在所有的電解槽中，DD350是有效電極面積最大的槽型，對離子膜強度要求最高，此前唯一滿足DD350配套強度要求的是杜邦N966膜。

而中鹽常州化工股份有限公司試用國產離子膜DF988和DF2801的結果表明，經過33個月的試用，國產離子膜工業(yè)化運行安全性能達標，達到了工業(yè)化運行的條件；本次使用的DF988達到國際同類產品水平，有部分指標優(yōu)于國際同類產品；DF2801是帶犧牲芯材的高強度離子膜，由于本次的離子膜DF2801厚度大于DF988，因此安全性能進一步提高。

對于國產離子膜，中國氯堿工業(yè)協會燒堿專家組組長劉國楨告訴筆者，從試用的結果看，現在的高強度無犧牲芯材膜（DF988）氯堿企業(yè)可以放心使用，有自主知識產權，能夠替代進口，達到了打破國外壟斷的目的。國內能夠做到如此高精尖，而且達到國際同類水平集成應用技術的幾乎沒有，受到了國家的重視，許多領導人都去東岳集團參觀過，因為這種達到國際高水平的集成創(chuàng)新確實很難。

中國氯堿工業(yè)協會名譽理事長徐榮一也表示，我們的燒堿產能、產量早已是世界第一，產能是美國的3倍。但是如果國產離子膜不能大規(guī)模工業(yè)化，永遠依靠國外的三家公司來供應的話，我們將永遠不能被稱為“氯堿強國”。在全氟離子膜產品系列中，燒堿用離子膜的制造難度最大，被稱為膜產品系列中的“皇冠”。 之前只有國外的三家企業(yè)能做，經過幾十年改進才達到目前的水平，而我們剛投產時生產出的產品就達到了他們通用產品的水平，是非常不容易、也是非常成功的。國產離子膜一經推出，進口膜價格立即下降，燒堿行業(yè)已經集體受益。

推廣應用面臨瓶頸

不過，盡管國產DF988膜的性能已經穩(wěn)定，達到了工業(yè)化運行的條件，可以替代進口，但其推廣應用的現狀并不樂觀。

據介紹，DF988膜使用對象主要是使用高強度膜且電流密度≤4.5千安/平方米的電解槽。問題是國內使用這樣電解槽的企業(yè)并不普遍，DF988膜的使用量很有限。多數電解槽需配用高性能膜，要求其性能要達到杜邦公司N2030、NE2040膜的水平。東岳集團DF2801膜就是以此為目標的高性能膜。因此DF2801膜就成為人們關注的重點。不過這種膜剛開始工業(yè)化試用，試用的企業(yè)不多，真實可靠的試用數據也不多。很多企業(yè)都對試用處于觀望之中，這必將影響國產DF2801膜的大規(guī)模應用。

宜賓天原集團股份有限公司技術總監(jiān)張定明說，企業(yè)追求的是生產的穩(wěn)定性，因此在膜的選擇上是比較保守的。現在企業(yè)都不景氣，對國產膜的性能又不是太了解，因此都不愿意冒風險。

“與國外高性能離子膜相比，DF2801膜的電性能指標尚存在一些差距，每噸燒堿的電耗高出30～40千瓦時，影響單位成本20元左右，這也是影響國產離子膜推廣應用的重要因素?！毙鞓s一補充說。

選用哪種離子膜，企業(yè)是非常慎重的，都是從安全穩(wěn)定、節(jié)能減排、降本增效出發(fā)作出的最佳選擇，他們要用最好的膜，用最穩(wěn)定、最可靠、最成熟、效率最高的膜。在DF2801膜的性能經過試用考驗之前，存在一定的顧慮是必然的。如何使企業(yè)愿意用、放心用，不斷擴大DF2801膜的試用面和使用量便是當前面臨的實際問題。

對此，劉國楨表示，目前國產DF988膜已經積累了近3年的運行經驗，性能穩(wěn)定，得到用戶的認可?，F在關鍵是DF2801這個系列怎么推進。而且問題不在研發(fā)上，關鍵在應用上。用戶敢不敢用，敢不敢大批量用，大批量用有沒有好處，這都是東岳正面臨的問題。東岳在研發(fā)上投入很多，也做了很多推廣的工作。但國內廠家像營創(chuàng)三征公司這樣敢于應用的氯堿廠家畢竟還是少數，像營創(chuàng)三征那樣擁有適用DF988的電解槽也不是很多。另一方面，國內適用于DF2801的電解槽卻非常多，這樣的廠家能不能大批量、在經濟平衡點上形成規(guī)模使用，是很關鍵的。

劉國楨進一步解釋說，現在的國產DF2801膜正處于一個發(fā)展的瓶頸期：一方面東岳因為種種原因沒有形成批量化的生產，導致產品質量會有波動；又因無法在大批量生產條件下穩(wěn)定生產，性能提高就會有困難。而且這種膜不像小的材料，要用就得大規(guī)模的使用，要用幾百張上千張后才能有穩(wěn)定生產的效果。而另一方面，國內氯堿廠家如果沒有確切的試用效果和應用實踐，他們也不敢大批量用，這樣就形成了一對矛盾。因此，提高產品質量，推進國內企業(yè)大批量使用該型號離子膜，這應是當前國產離子膜努力的方向。

“現在看這個膜還得經過2～3年的攻關，在樹脂優(yōu)化、生產裝置改進、芯材篩選、成膜條件匹配等方面加快研究開發(fā)，才能達到國際上頂尖水平。”劉國楨坦言。

多管齊下提速國產化

蕪湖融匯化工有限公司氯堿廠廠長章斯淇告訴筆者，現在國內企業(yè)使用的主要是美國杜邦公司、日本旭化成和旭硝子公司的離子膜，他們的膜都已實現了工業(yè)化。離子膜國產化，事關我國燒堿行業(yè)的產業(yè)安全，所以離子膜必須要國產化。但國外從上世紀70年代發(fā)展到現在已經幾十年了，我們要一下子趕上也不現實。不過從現在開始，通過幾年的努力超過它們是有可能的，中國人做事是“有股狠勁兒”的。

張定明談到，畢竟國外離子膜的研發(fā)已經搞了幾十年了，所以國產膜的性能要完全達到國外的水平還需要時間，要有一個追趕的過程，這理應得到應用企業(yè)的理解和支持，因為任何東西都在有一個優(yōu)化的過程。而國產膜要加快推廣，國家應該出臺相應的政策，讓利于應用企業(yè)，企業(yè)才會有積極性。

“高科技產品在走向市場的過程中，國家理應在稅收、資金、獎勵等方面全力給予支持?！倍辔黄髽I(yè)負責人補充說。

徐榮一同時指出，對東岳集團來說，當前最重要的是把質量過硬的高性能膜盡快生產出來，在膜強度符合要求的前提下，把電耗降下來，這樣才能更容易被企業(yè)所接受。

劉國楨也表示，現在不能怪企業(yè)不敢大規(guī)模使用，企業(yè)都是從節(jié)能減排、降本增效的角度來考慮的。但越是在這種情況下，越是要推進國產膜的發(fā)展，雖然難度會特別大。在“馬還沒有跑得很快的時候你就要訓練它”，這個過程很關鍵。

“國產離子膜的性能只有通過氯堿企業(yè)大規(guī)模的使用才能得到驗證，東岳離子膜要提高質量和水平，必須經過不斷地使用、不斷地創(chuàng)新才能完成。因此，希望有更多的企業(yè)像中鹽?；?、營創(chuàng)三征公司那樣全力支持國產離子膜的工業(yè)化試用?！眲鴺E強調。

也有企業(yè)代表表示，現在企業(yè)不景氣，不愿意冒風險可以理解。首選國外技術成熟的產品是市場化的選擇。推廣國產膜也要走市場化的道路。目前東岳集團是推廣國產膜的主導力量，國家科技部已經對其提供了不少的資金支持，協會也做了大量的工作。但最終這是一個市場化的過程，國產膜水平提高了人家自然會去應用。

國產DF2801膜正處于發(fā)展的關鍵時刻，需要離子膜生產企業(yè)、燒堿企業(yè)、政府、協會以維護燒堿行業(yè)的產業(yè)安全為己任，齊心協力，全力加快離子膜國產化的步伐。

筆者在采訪中了解到，為進一步提高國產膜的性能，東岳集團已經訂購了能生產1.5米寬度離子膜的新機頭，目前的主要工作則是調整樹脂性能的穩(wěn)定性和匹配性，也包括對樹脂進行改性；同時公司也成立了相應的攻關小組，爭取實現大的突破。從今年到明年的這段時間他們也會陸續(xù)推出一些國產膜，這些膜將接近主流的杜邦公司N2030、NE2040膜的水平，有望能與氯堿企業(yè)的電解槽型相適應和匹配。

盡管國產離子膜的推廣還有一定的難度和問題，但我們欣喜地看到，目前國內不但已有十余家企業(yè)主動參與了國產膜的試用，而且在近日召開的2013年全國燒堿行業(yè)技術年會上，蕪湖融匯化工有限公司氯堿廠、宜賓天原集團股份有限公司等企業(yè)的負責人主動跟筆者表示他們正積極與東岳集團接洽，要參與到國產離子膜的試用當中，為今后的大規(guī)模生產和使用提供真實可靠的理論依據。他們也希望能有更多的企業(yè)加入到這項利國利民的行動中來。