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曹鴻璋在實驗室進行研發(fā)實驗。

全球高分子材料市場規(guī)模超2萬億美元，其中，塑料制品是高分子材料市場中最大的應用領(lǐng)域，占據(jù)約60%的市場份額。

然而，我國用于高分子材料的助劑，因其性能指標差異，且含有鉛、鎘、砷等重金屬元素，不僅不能滿足高端用戶需求，還會造成不同程度的環(huán)境污染。而進口助劑雖綠色環(huán)保卻價格昂貴，又為下游用戶增添了成本負擔。

稀土是我國重要戰(zhàn)略資源，稀土高分子功能助劑具有綠色環(huán)保、相容性好、成本低、高效等優(yōu)勢，是實現(xiàn)高分子材料高性能化、精細化、功能化、專用化和系列化的有利材料；稀土高分子功能助劑以拓展鑭鈰輕稀土應用為出發(fā)點，響應我國新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展高要求，是集原材料催化合成、高分子改性、產(chǎn)品制造于一體的新型產(chǎn)業(yè)。

基于此，經(jīng)過20余年的深耕探索，包頭稀土研究院創(chuàng)新研究團隊負責人、全國高分子材料領(lǐng)域?qū)＜也茗欒皫ьI(lǐng)團隊開辟了稀土在塑料、橡膠、涂料等高分子材料中作為功能助劑應用這一全新領(lǐng)域。曹鴻璋團隊利用稀土化合物獨特的物理、化學特性，通過結(jié)構(gòu)設計引入高分子材料助劑，提高助劑與高分子材料基材的相容性、分散性和功能性, 成功開發(fā)出稀土熱穩(wěn)定劑、稀土復合阻燃劑等多種高分子材料用稀土功能助劑，不僅有效解決我國鑭鈰輕稀土過剩積壓、應用不平衡難題，還打破了同性能產(chǎn)品長期依賴進口的局面。

但在研發(fā)過程中，團隊掌握核心技術(shù)并非一蹴而就。

曹鴻璋說，為了解決聚氯乙烯（PVC）熱穩(wěn)定性差的缺點，團隊做了大量實驗進行性能指標比對，研發(fā)出了符合歐盟RoHS指令及REACH法規(guī)要求的綠色環(huán)保PVC稀土熱穩(wěn)定劑，解決了稀土穩(wěn)定劑初始穩(wěn)定性差難題。研究成果經(jīng)內(nèi)蒙古自治區(qū)科技廳組織專家鑒定，達到國際先進水平。

該團隊還利用鑭鈰稀土協(xié)效改善高分子材料耐熱性能和抑煙性能的優(yōu)勢，發(fā)明了適用于不同橡塑制品的稀土復合阻燃劑制備技術(shù)，目前已完成了從小試到中試再到工業(yè)試驗的全過程驗證。經(jīng)第三方成果評價機構(gòu)組織院士專家評價，達到國內(nèi)領(lǐng)先水平。

針對聚乳酸（PLA）硬且脆、耐熱性不佳，以及高端助劑仍依賴進口的“卡脖子”問題，曹鴻璋團隊發(fā)明了特殊形貌和粒度的系列無機稀土化合物制備方法，形成了系列稀土聚乳酸功能助劑關(guān)鍵制備技術(shù)，經(jīng)第三方成果評價機構(gòu)組織院士專家評價，達到國際領(lǐng)先水平。目前，以上研究成果已全部得到應用，均成功實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

“一路走來，科研項目得以順利開展，除了研發(fā)人員的攻堅克難、不懈努力，更離不開各級政府在資金、場地等方面的大力支持。其間，為了加速科技成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化，我們還建設了一條年產(chǎn)5000噸稀土復合穩(wěn)定劑的中試生產(chǎn)示范線，孵化了內(nèi)蒙古自治區(qū)首家國有企業(yè)股權(quán)激勵科技公司。”曹鴻璋表示。

為打通成果轉(zhuǎn)化落地“最后一公里”，將項目研究成果轉(zhuǎn)化成實實在在的經(jīng)濟效益，曹鴻璋還積極推動制造模式和商業(yè)模式“雙創(chuàng)新”，面向個性化、定制化消費需求，實施“一包化技術(shù)定制”模式，提供一站式技術(shù)服務，先后在華南、華東、華北地區(qū)等幾十家企業(yè)做連續(xù)生產(chǎn)工業(yè)試驗，認真整理反饋信息進行技術(shù)改進，促進產(chǎn)品精益求精。目前，已與十余家應用單位建立了供貨關(guān)系。

“積跬步，行千里。在當前稀土行業(yè)供需格局重塑和高質(zhì)量發(fā)展的迫切需求下，我和團隊將一起攻堅克難，在推動自身技術(shù)升級的同時，積極布局新領(lǐng)域、開發(fā)新產(chǎn)品，推動稀土產(chǎn)業(yè)鏈向終端應用延伸，在稀土高分子材料科研領(lǐng)域不斷創(chuàng)造新的奇跡，為包頭‘兩個稀土基地’建設貢獻新的力量。”曹鴻璋說。