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“锦纶院士”郁铭芳为百姓为大飞机“织衣”(组图)

作者:ca88 来源:ca88 时间:2020-11-23 06:02 点击:

  他参加的团队生产出中国首根合成纤维,国防设备不再受“断料”威胁;他领导聚酯工程,扭转上海纺织化纤原料依靠进口局面;他率队研发碳纤维,日本技术不再是秘密

  1932年,美国杜邦公司宣布发明了世界上第一种合成纤维,取名为“尼龙”。一经问世,合成纤维工业便在发达国家迅速兴起。到了新中国成立时,全球化纤产量已达百余万吨。然而那时的中国,化纤工业几近空白。 1958年,在上海合成纤维实验工厂里,31岁的上海工程师郁铭芳参加的团队生产出中国第一根合成纤维,纺织工业部将其命名为“锦纶”。

  锦纶的问世,比尼龙晚了整整20年,但就是这根看似平凡的国产纤维,在中华人民共和国的科技发展史上占据着重要地位。

  近日,记者走进东华大学,采访了已86岁高龄的中国工程院院士郁铭芳教授,听他讲述人生历程。从第一张用锦纶长丝制成的渔网、军用降落伞,到非织造布技术的国产化,再到上海纺织系统历史上最大的投资项目年产7万吨的聚酯工程,郁铭芳用他的一个又一个成果,为解决国人穿衣、提升国防工业的水平立下功勋。

  尽管取得了这么大成就,但记者发现,郁老是位谦逊淡定、朴实无华的人。对于“科学家”这个称呼,他坚决拒绝“回顾我50多年来的化学纤维研发工作,虽然取得了一些成果,但都是国外已研发成功多年并实现了产业化的产品,缺乏原创性的成果。我只是一名科技工作者,而不是科学家。 ”

  也许正因为有缺乏原始创新的遗憾,采访中,郁院士对“创新”谈了很多。在他看来,我国应加强基础研究与应用研究的联系,让更多的实验室成果产业化;同时,要对原始创新中的失败更加宽容。

  郁铭芳,化学纤维专家,中国合成纤维工业的开拓者之一。 1995年当选中国工程院院士。曾任上海合成纤维研究所所长兼总工程师,现任东华大学教授、博导,中国纺织工业联合会科学技术顾问、中国纺织工程学会高级顾问、上海纺织工程学会顾问委员会副主任、《合成纤维》编委主任等职。

  20世纪50年代,他参加筹建了中国首家自行设计的上海合成纤维实验工厂,纺出中国第一根合成纤维,并初步实现工业化。 1962年,参加领导生产出中国第一根军用降落伞用锦纶长丝,支援了国防建设。

  从上世纪60年代起,他在国内较早开展芳纶、聚酰亚胺纤维、碳纤维、高强涤纶等高性能纤维的研制。率先采用螺杆挤压纺丝,推动了合成纤维熔融纺丝技术的技术升级。上世纪70年代至80年代,他主持涤纶长丝高速纺丝、喷丝直接成布(纺粘法非织造布)等重大科技攻关项目,获多项国家省部级科学进步奖。

  1990年,郁铭芳参与领导了上海市重大工程项目 “年产7万吨聚酯切片工程”,为根本改变上海纺织化纤原料依靠外来供应的局面做出贡献。

  他的研究成果对推动中国合成纤维工业的建立和发展有突出贡献,2002年获第四届中国工程院 “光华工程科技奖”。

  国人穿衣只能靠棉花等天然纤维?他响应周恩来总理 “向科学进军”号召,申请“技术归队”,力争解决“穿衣难题”

  郁院士精神矍铄,说一口带浙江口音的普通话,一打听,原来他的祖籍是宁波鄞县,从小生活在上海。1927年10月3日,郁铭芳出生在一个小商人家庭,父亲毕业于上海华童公学,受过正规教育,对长子郁铭芳寄予厚望,经常指导他的学业。他的几个叔叔、姑姑都是大学毕业生。知识分子扎堆的家庭环境,对他的成长起到了积极的影响。

  郁铭芳中学里迷上了化学。 “我记得,化学老师在课上把一支试管里的液体倒入另一支试管,无色液体就变成了红色,随后他又倒入其它液体,红色又变回了无色。 ”郁院士回忆道,“那时,我就觉得化学真神奇,能创造出新的物质。 ”

  除了化学,郁铭芳小时候还很喜欢天文。 “妈妈给我讲牛郎织女的故事,我还看了很多希腊神话,所以对天上的星星产生了兴趣。每天晚上,就站在阳台上辨认各个星座。”到高中快毕业时,郁铭芳不得不在化学、天文这两门学科中做出选择。当时,郁家的经济条件比较困难,除了他这个长子,还有一个弟弟和三个妹妹,因此今后的就业、收入是郁铭芳不得不考虑的问题。于是,他选择了化工专业。

  大学毕业时,郁铭芳已预感到石油化工产业方兴未艾,大有可为。但彼时的上海,百业萧条,这一理想只是奢望。因为期盼着上海解放,他谢绝了老师介绍他去台湾石油化工厂工作的机会。当中国纺织建设总公司招考技术人员时,即便这份工作不是他的意愿,但为了早日分担家庭重担,他还是报名应试,并被录取为总化验室的练习助理技术员。 1949年解放前夕,郁铭芳调至上海第十七棉纺厂化验室,负责纺织浆料的原料分析工作。

  然而,纺织厂的常规分析工作,让有志于科研的郁铭芳总觉得有些乏味。 1956年,郁铭芳迎来了人生中的一个转折点。那年,周恩来总理在全国知识分子工作会议上作了重要报告,发出了“向科学进军”的号召。

  在纺织工业界,向科学进军的一个重要“战场”是化学纤维。解放初期的中国穿衣问题亟待解决,人多地少的矛盾使纺织厂仅靠棉花等天然纤维远远无法满足需求,大力发展化学纤维迫在眉睫。于是,在1956年4月,郁铭芳向组织递交了一份“技术归队”的申请报告,表达了想到化纤工业领域工作的愿望。

  1957年11月,上海纺织工业局为贯彻纺织工业部的方针,决定发展化学纤维,从企业抽调11名技术人才组建化纤筹建处,郁铭芳是其中之一。这名有抱负的年轻人终于如愿以偿,加入了全中国化纤工业的首批建设者团队。

  苏联威胁停止供应军用降落伞原料,听闻他参加的团队研制出第一根锦纶,降落伞工厂领导激动万分,国防装备从此用上“中国丝”

  “当时,我们只知道玻璃丝袜是尼龙做的,苏联人把这种纤维叫作卡普纶,而我们对它的成分并不清楚。 ”面对这种白手起家的局面,郁铭芳等人没有失去信心,他们开始收集、查阅国外的相关文献,研制合成纤维。

  1958年10月,上海纺织工业局成立上海合成纤维实验工厂,以研究衣用纤维为主要任务,工厂下设锦纶(卡普纶)、尼龙、涤纶、腈纶、醋酯纤维五个研究组。郁铭芳担任生产技术科科长、副总工程师。这批中国合成纤维的开拓者,边啃书本边做实验,不舍昼夜,向第一根锦纶纤维进军。

  在试制锦纶的原料聚酰胺时,需要一台10立升的耐压耐腐蚀的反应釜,郁铭芳等人一时觅不到不锈钢材,就请银楼用白银打成薄片,做成内胆。纤维后加工需要拉伸加捻机,他们就用纺织厂淘汰下来的细纱机加装拉伸区制成。研制过程中需要用零件,而当时厂内没有机床,于是,机械设计人员把自己设计的图纸带回老厂,请工厂师傅协助加工。

  1958年底,经过一年的拼搏,在卡普纶研究小组自己设计制造的土设备上,中国第一根合成纤维诞生了!它看似朴实无华,却凝聚着中国合成纤维开拓者的心血。它也使中国成为当时世界上少数几个能生产合成纤维的国家之一。利用这些国产锦纶长丝,渔网厂制成了我国第一件合成纤维产品一张约10斤重的渔网。 1959年,郁铭芳想办法把渔网送到北京,参加国庆十周年成就展,得到了党和国家领导人以及纺织工业部领导的高度评价。

  国产合成纤维的问世,不仅能解决穿衣、捕鱼等民用问题,而且在军事上也大有用武之地。军用降落伞原本是以优质棉纤维为原料,但到了20世纪50年代,国际上已改用强度更高、更轻质的尼龙制作降落伞。在没有生产出锦纶丝之前,我国军用降落伞的材料完全靠苏联供应。然而到了1960年,中苏关系恶化,苏联减少了卡普纶丝的供应量,并时刻威胁要停止供应。

  在得知我国能自主生产锦纶丝后,负责制造军用降落伞的工厂领导激动万分,党委书记亲自赶到上海合成纤维实验工厂,要求他们尽快生产出适用于军用降落伞的锦纶丝。降落伞用的锦纶长丝需要三种不同的规格,要纺制高强度的产品,就必须提高高聚物的分子量或初生丝的拉伸倍数,经过努力改进,使产品达到降落伞用丝的技术指标。在攻克了一系列技术难关后,郁铭芳带领团队纺出了第一根军用降落伞用锦纶长丝。

  实验成功后,纺织工业部决定在上海合成纤维实验工厂建一个年产100吨降落伞用锦纶长丝、500吨锦纶短纤维的生产车间,郁铭芳参与领导了该项目。 1962年,这个生产车间正式建成投产,彻底解决了我国军用降落伞的原料供应问题,为国防建设做出重要贡献。

  资金短缺只能引入次等设备,60岁的他坚信靠自身技术能克服风险,和工人一起“三班倒”攻难关

  在郁院士50多年的“化纤人生”中,“引进、消化、吸收、再创新”是他科研的一个重要方法。他始终关注国外技术情报,在科技攻关时常常先引进国外技术和成套设备,并在此基础上不断摸索、改进,研发出这些技术和设备的“中国版”。

  正是这种“土洋结合”的方法,使他在新中国纺织工业史上留下了一系列突破性成就。

  上世纪60年代,国内化纤厂普遍采用炉栅纺丝技术。这种技术会带来质量不匀、进料堵塞等问题,而且设备需定期停产清洁,操作十分不便。当时,国际上先进的螺杆挤压纺丝技术克服了这些缺点,可长期连续运转。 1964年,郁铭芳在研究了国外技术情报后,决定引进螺杆挤压纺丝及后处理设备。设备到厂后,郁铭芳和技术人员、工人一起自行安装调试,并结合小试成果,对引进设备做了部分改进。他们还通过实验,摸索螺杆各区加热温度等工艺参数,成功实现了连续正常纺丝生产。这套“中国版”熔融纺丝核心装备技术和工艺问世后,成为国内熔融法纺丝的主流技术,大大加速了我国涤纶的工业化生产,为解决中国人的穿衣问题立下大功。

  非织造布技术,是上世纪50年代兴起的一种新的纺织工业技术,从1978年起,中国才开始非织造布的工业化生产,但产量很小。

  改革开放后,郁铭芳出任上海合成纤维研究所所长兼总工程师,他认定这项技术将是纺织工业今后发展的重要方向。 1982年,他在国内率先申请建立“喷丝直接成布”的研究课题,得到了纺织工业部和上海市纺织工业局的支持。为缩短研究周期,郁铭芳决定利用外汇贷款引进设备。由于当时资金极为短缺,他在与国外厂商洽谈后反复权衡比较,最终引进了一套价格比较低但技术还不太成熟的设备。 “那时我相信,依靠我们研究所的技术力量,能克服引进不成熟设备带来的风险。 ”郁院士说。

  不出所料,进口设备在安装调试后,就出现了喷丝后成网困难等问题。年近60岁的郁铭芳便与技术人员、工人一样“三班倒”,同吃同住,一起研究。经过艰苦攻关,他们终于取得成功,实现了“纺粘法”喷丝直接成布工艺。这个项目的经济效益非常显著,仅三年就还清了此前引进设备的全部贷款,还有盈余。直到如今,“纺粘法”仍是非织造布生产的一种先进技术。

  他是忽悠不得的“谈判高手”,与外商签订上海纺织史上最大投资项目,但他仍有“遗憾”

  上世纪80年代末,为改变上海纺织化纤原料依赖外来供应的局面,上海化纤公司决定筹建年产7万吨的“聚酯切片工程”,这项工程是上海纺织系统历史上最大的投资项目。本可退休颐养天年的郁铭芳,欣然接受了组织上交给的重任。 1990年1月,他出任上海纺织涤纶总厂总工程师,负责筹建技术工作,参与外商谈判和设备引进。

  为了深入了解聚酯在国际市场上的发展趋势,郁老先后赴美、德、西、奥等国考察。由于该项目投资庞大,上海纺织工业局初步确定可分两期实施,以减轻压力。但通过外商谈判和国外考察,郁铭芳认为应一次性建设,因为这样能减少许多中间环节,仅引进设备费用就可节约1000万美元,并可缩短建设周期。在郁铭芳的建议下,该项目最终一次性上马建设。在项目建设过程中,他还凭借丰富的经验,在与外商的谈判中据理力争,提出了一系列改进意见。面对这位十分内行、“忽悠”不得的中国专家,外商在合同中不得不做了很多修改,最终签订了符合中方利益的引进设备技术合同。

  除了扮演“谈判高手”角色,郁老在工程的自主研发上也发挥了引领作用。建设过程中,外商仅提供工程的初步设计,工程的详细设计方案和非标设备均由中方承担。作为总工程师,郁铭芳要对技术把关,经常与外方专家磋商、协调,并指导中方技术人员解决了许多难题。

  1994年6月,年产7万吨聚酯工程在沪投产成功,实现了当年投产、当年赢利、当年还贷、当年创汇。接着,郁老又承担了该厂年产3万吨的直接纺丝涤纶短纤维项目。 1994年,上海纺织涤纶总厂改组为上海联吉合成纤维有限公司,成为大型中外合资公司。郁铭芳就此退居二线,担任公司技术顾问,继续指导年轻的技术人员。

  谈及这一人生中负责的投资最大的项目,郁院士却说有“遗憾”“从1957年到1990年,我搞了30多年合成纤维,但在这个项目中我们还是要引进德国设备,我感到很遗憾。这说明,我国的纺织科技水平还需要不断提升,才能赶上发达国家。 ”

  大飞机需要碳纤维材料,日本曾对其技术保密,为此他率队研发,如今已实现国产化

  从1958年郁铭芳带队合成中国第一根化学纤维至今,中国化纤工业从无到有,如今已成为世界第一化纤大国。我国的化纤品种也由传统向高性能化发展,应用范围从纺织拓展到航空航天、工业、国防等各个领域。

  对于自己做出的筚路蓝缕之功,郁老显得极为淡定、谦逊。他说:“回顾我50多年来为解决人民穿衣问题而参与的化学纤维研发工作,虽然取得了一些成果,但都是国外已研发成功多年并实现了产业化的产品,缺乏创新的成果。我只是一名科技工作者,而不是科学家。 ”

  谈到人生的体会,郁老说了三点:“艰苦奋斗,迎难而上;开拓创新,赶超世界先进水平;努力学习辩证唯物法,树立正确人生观。 ”说起创新,他认为“引进、消化、吸收、再创新”是一种必不可少的创新模式,但原始创新更重要。 “现在,外国已经不肯把一些好的技术给我们了,比如碳纤维,这是航空航天领域的战略性产品,日本的生产水平最高,但他们的生产技术是保密的。 ”

  碳纤维是一种高强度、高模量、耐高温的材料,小到钓鱼竿,大到大飞机,都需要它。 1969年,郁铭芳参与领导了上海合成纤维研究所的碳纤维研发项目,此后,碳纤维被正式列入国家级研究项目。 1986年,他率队完成的“高强I型碳纤维及原丝中试”项目通过国家鉴定。

  “如今,我们已实现了碳纤维的国产化。当务之急是加强应用研究,使国产碳纤维与其它材料组成复合材料,尽快应用到各种产品中。 ”听得出,尽管已是86岁高龄,但郁老还在思考中国的材料科技发展。他的成就与遗憾,将激励年轻一代的科研人员不断开拓创新,实现“赶超世界先进水平”的梦想。

  1949年 调至中国纺织建设公司下属的上海第十七棉纺织厂化验室任助理技术员

  1978年 组织领导纺织工业部重点科研项目 “涤纶长丝高速纺丝工艺与设备”研究

  1981年 组织领导的“高强I型聚丙烯腈原丝和碳纤维小试”通过纺织部验收 1982年 在国内率先提出喷丝直接成布科技攻关建议

  1991年 以第一作者撰写的论文获中国纺织工程学会组织评选的第二届陈维稷优秀论文二等奖

  1992年 参加涤纶7万吨聚酯切片项目考察组,赴德国、西班牙、奥地利等国考察

  2010年 参加东方科技论坛第150次学术研讨会,并与中国工程院季国标院士等共同担任执行主席

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