学风建设优秀科学家——瞿金平
发布时间: 2014-05-04 浏览次数: 15

不到40岁他就已经当上了华南理工大学这所教育部直属985重点高校的副校长;担任了两届副校长之后,原本可以平步青云更进一步的他却选择了淡泊名利重返实验室;仅仅是利用获得的五十万元人民币的奖金,他的一项新技术就摆脱了塑料加工机械100多年都未曾离开过的螺杆,酝酿塑料加工机械及相关行业一场技术升级换代“风暴”,预计可以创造出一个上百亿元的行业产值。    

他,就是瞿金平。现任华南理工大学聚合物新型成型装备国家工程研究中心主任、聚合物成型加工工程教育部重点实验室主任。个头不高但充满精神的他向记者开玩笑说道,以前介绍自己,又是行政头衔又是科研头衔,现在好啦,直接叫我老师或教授就行,省事多啦!言语的简洁利落向我们表明了他的行事风格,鬓角的缕缕白发向我们诉说了他的辛勤付出。

用五十万元干点大事    

从副校长位置上卸任之后,瞿金平有更多的时间与精力干他的老本行,研究新一代塑料加工机械。塑料作为百姓日常生活中再寻常不过的一种材料,早已深入到生活中的每一个细节。小到服装鞋帽,大到汽车飞机,都已和塑料结下了深深地不解之缘。然而长期以来,一直归属于轻工系统管理的塑料生产行业却始终处在高耗能、高浪费状态,螺杆作为塑料生产行业人所共知的代表性零部件,从塑料诞生的那天起就与之如影随形,为塑料工业及相关产业的发展立下了汗马功劳。而这也正是造成塑料生产行业产生上述问题的症结所在。螺杆的长度越长,塑料加工机械的能耗越大,螺杆加工制造越困难。随着塑料品种不断增加和制品要求不断提高,螺杆的长度是越来越长。从上世纪九十年代初开始瞿金平一直致力于缩短螺杆的研究与探索,在国际上率先将周期性变化力场引入螺杆塑化加工过程,提出塑料动态塑化加工成型方法及原理,发明并产业化成功塑料动态塑化加工设备,缩短了螺杆。但是螺杆始终还是存在,这也造成了塑料生产行业始终难以摆脱“电老虎”标签的根源所在。    

能否将螺杆彻底从塑料加工机械上拿走呢?如果拿走了它,用什么来替代呢?如果真能拿掉螺杆了,是不是加工能耗高、塑料多次循环利用等问题都会随之解决呢?这些问题从2006年获得“国家科技进步奖”二等奖后学校颁发的五十万元奖励开始,就始终萦绕在瞿教授脑海中。“当时就想着,五十万元分给大家的话也就没太大意思了,还不如集中起来干点大事。”瞿教授回忆起几年前的那段往事,依然信心满怀。经过大家的举手表决,一致同意把这笔奖金就用做解决塑料生产行业里“成也萧何,败也萧何”的螺杆课题。

“聪明”的潮汕牛肉丸    

“起初大家还想着怎么样进一步缩短螺杆长度以减少物料的输送距离以及受热历程,甚至试过以一条螺杆为中心,十条螺杆为辅助的办法,但是越深入研究我们越发现,如果继续围绕螺杆兜圈子,我们就很难再往前迈进了。”瞿教授用胳膊在面前横着重重的往下摆了一下,似乎做出了某种重大决定。    从学术上讲,螺杆靠给物料施加具有“剪刀差”的剪切形变而工作的,同时物料也承受了少量拉压形变的作用。过去十几年在研究塑料动态塑化加工过程中发现,螺杆之所以能缩短是由于其轴向振动增加了对物料的拉压形变作用。如果反其道而行之,塑料加工时主要承受拉压形变作用,而剪切形变作用是次要的,是否就可以不需要螺杆呢?一个大胆的设想就这么诞生了。“这就是我提出以拉伸流变为主导的塑料塑化输运机理的背景”,瞿教授说。“拉伸流变”太深奥了,不好理解,瞿教授问是否吃过颇具广东特色的潮汕牛肉丸?是不是越吃越有嚼头?潮汕牛肉丸之所以有韧劲耐嚼不就是因为牛肉是打出来的而没有被破坏内在的纤维结构吗?“做牛肉丸的人实在是太聪明了,可以不用刀,我们何不也试试塑料加工不用螺杆呢?”拿掉螺杆!但用什么取而代之呢?叶片!叶片在由偏心定子、转子组成的特定几何空间中转动时带动物料输送,同时随流道截面积由小到大再由大到小周期性变化过程中承受拉伸和压缩作用,这样就摆脱了在使用螺杆输送塑化过程中对物料很强的剪切作用从而使其大分子链断裂的过程,如此一来,既加快了物料的输送塑化效率,又避免了物料大分子结构的改变,从而大大提高了生产效率和塑料制品的生产质量。

“我该改行生产什么?”    

新设备样机生产出来之后,瞿教授非常关心样机在企业的实际生产情况,毕竟只有一线的员工才最有资格判定机器是不是真的合格。机器经受住了企业的考验,样机试用企业纷纷打来电话,激动地表示要在设备正式投产以后第一时间告诉他们。“经过在东莞、汕头、武汉、深圳等地企业的实际生产状况统计,我们的物料损耗大大降低,能耗下降约30%左右,污染自然也就跟着得到大大下降。”目前塑料无螺杆塑化挤出技术及设备经行业有关专家鉴定,是国内外高分子材料成型加工领域的重大创新,处于国际领先水平。   

 塑料机械行业关于这项新技术的垄断战已经悄然打响。早在2011年5月参加广州国际橡胶塑料机械展览会的时候,就有德国、意大利、日本等国从事塑料加工设备生产的大公司向我们递出了橄榄枝表示了强烈的转让技术的意愿,“他们甚至和我们的工作人员悄悄地商量问是不是可以买我们的样机”,瞿教授笑着说。国内塑料加工企业更是闻风而动,纷纷表达了求购意向。“目前国内几乎所有的大型塑料机械企业都向我们表达了要使用我们团队研发的无螺杆塑化加工设备技术。宁波的一家企业老总很郁闷,他打电话告诉我说刚上马了一个全世界都数得着的大型螺杆加工机械,而我的设备却淘汰了螺杆,向我求教下一步该改行生产什么?”

百亿产业前景不可估量   

面对如何加快新设备投产,瞿教授表达了希望把新设备的产业化放在广东的心愿。“虽然国内有个企业老总愿意出1.3个亿买断我的技术,但我还是要按照省科技厅李新华厅长的指示在广东投资设厂进行新设备的产业化。毕竟广东才是孕育这一技术的发源地。而且本地的塑料产业产量占据全国四分之一强,稳居全国第一,在这里投产最合适。这是在塑料生产行业技术升级的大好时机,也是我们在国际塑料加工机械领域打翻身仗的绝佳机会。”    

据统计,目前世界范围内塑料加工机械的产销量为196亿欧元,我国的塑料加工机械产销量为200亿元人民币。瞿教授的新技术产品如果在国内实现10%的市场份额,就可以创造22亿元以上的产值。而要在国外实现10%以上的产品替代,就可以创造100亿元以上的产值。因此,产业前景不可估量。

扎根冷门  持之以恒    

瞿金平是1977年恢复高考后的第一届大学生,1981年和1987年先后取得华南工学院(现华南理工大学)塑料机械学士学位和轻工机械硕士学位。1982年起先后被聘任为华南理工大学副教授、教授。2011年当选中国工程院院士。从事塑料成型加工技术与装备及其理论的研究与教学的这30多年来,瞿金平一直都在默默地耕耘着被很多人认为冷门的塑料加工成型技术和设备。    

30年来,多少个日日夜夜在实验室度过的,瞿金平自己都数不清了。即便在1998年到2007年担任华南理工大学副校长的10年里,也一样没有松懈。针对塑料成型加工技术的一次次变革,也让瞿金平和他的团队收获颇丰。他和他的团队1995年获广东省科学技术进步特等奖;1997年获得国家技术发明二等奖、中国专利发明创造金奖;2001年获中国高校科学技术进步一等奖、九五国家重点科技攻关计划优秀科技成果奖;2002年获教育部技术发明奖一等奖、中国专利发明创造优秀奖和广东省专利发明创造金奖;2005年度第十五届全国发明展览会金奖、广东省科技进步二等奖;2006年获国家科学科学技术进步二等奖。瞿金平的同事们说,每一个奖项,都可谓是硬碰硬得来的,来不得半点虚假。   

 卸任华工副校长职务后,瞿金平又回到了他最熟悉的岗位,带领团队,继续拼搏。“我其实更习惯大家叫我瞿老师。” 他和他的团队2008年获中国高等学校科学技术发明二等奖、第六届国际发明展览会金奖,2010年,瞿金平再度发力,他和他的团队又获得广东省技术发明一等奖。“奖项虽然不能说明什么,但也是对我们的一种肯定和鼓励。”

眼尖脑活沉得下    

科研的道路漫长而艰辛,甚至带着一丝枯燥和乏味。“年轻人如果选择了科研作为自己的职业,一定要记得,眼要尖,脑要活。”   

话虽简单,做起来却甚为不易。瞿金平表示,搞科研离不开对科技前沿和行业发展的时刻关注,结合国家和社会的需要有针对性地开展自己的科研工作,把来自方方面面的信息整合为己所用。“这个过程很重要,只有这样,才能保证你的研究内容永不落伍。”    

针对塑料加工单位产值能耗比较高、来自石油的塑料发展受到限制、废旧塑料不能降解污染环境等问题,瞿金平硬是和螺杆杠上了。如上所述他先是用自己提出的塑料振动剪切形变动态加工方法缩短螺杆,首次采用普通螺杆塑料降低加工能耗取得了突破性进展,后来又大胆提出了塑料体积拉伸形变动态加工方法,采用叶片替代螺杆,第一次较好地解决了不相容塑料加工的难题。瞿金平的研究成果解决了制约塑料加工行业发展的瓶颈问题,推动了行业技术进步。

打牢基础 不断“动手”    

瞿金平从乡间小路走出的科学家。高中毕业后回乡五年,炼就了他吃苦耐劳,不达目标决不罢休的性格。1977年,作为恢复高考后的第一届大学生来到华南理工大学,他抓紧一切时间学习,不断地给自己的知识做加法。瞿金平对自己的“手活”也非常有信心。“读书那会要下工厂啊,什么机械都得自己亲自去使用去琢磨,自然‘手上功夫’也就练出来了。”对于学习工科的学生,瞿金平也提出了自己的期望。他希望学生们在学校低年级时打好基础,高年级争取能有更多的时间走进工厂、走近实验室和各种设备亲密接触,他说实地操作所带来的收获是书本上学不来的。特别强调大学生一定珍惜学校的学习机会,要打牢专业基础,以后不论从事哪方面的研究,最终还是要从自己的基础知识出发。