地(di)處山東淄博的山東理工大學最近(jin)有點“火”，原(yuan)因是(shi)該校一(yi)位名叫畢玉遂的教授，發明(ming)的一(yi)項專利(li)幾年前被一(yi)家企業買斷使(shi)用權，價格高達5.2億元(yuan)，創我國單項專利(li)轉讓紀錄；而山東理工大學又將其中(zhong)的80%，即4億元(yuan)歸(gui)教授團隊(dui)支(zhi)配，再創我國高校科研團隊(dui)直接收益紀錄。

《蒙特利爾議定書》中的世界難題

畢玉(yu)遂發明的這項專(zhuan)利(li)名稱(cheng)叫“無氯氟聚氨酯新型化學發泡(pao)劑”，發泡(pao)劑是生產聚氨酯泡(pao)沫(mo)材料的重要原料。

在山東理工大學化學工程學院五樓的(de)實(shi)驗(yan)室里，幾位學生正在埋(mai)頭(tou)做(zuo)實(shi)驗(yan)，他們將(jiang)發泡試劑和(he)原料按一定比例調和(he)，很快就能膨脹變成聚氨(an)酯泡沫……畢玉遂帶記者一(yi)邊(bian)參觀實驗室，一(yi)邊(bian)作介(jie)紹。

聚氨酯（PU）是最重要的六大(da)合成材料之一，應用領域十分(fen)廣泛，大(da)到建(jian)筑外墻保(bao)溫、天然氣(qi)管道保(bao)溫、汽車、高鐵、地鐵、航空(kong)、新(xin)能源、環保(bao)等產(chan)業，小(xiao)到家電、家具、沙發(fa)、床(chuang)墊(dian)等。資料顯示，2012年全球PU產品消費量為1870萬噸，中國(guo)消費(fei)了500萬噸，占(zhan)比(bi)28.15%。

聚氨酯面(mian)世80年來(lai)(lai)，發(fa)泡(pao)(pao)劑(ji)(ji)技術(shu)一(yi)(yi)直被西方發(fa)達國家壟斷。聚氨(an)酯泡(pao)(pao)沫(mo)(mo)材(cai)料(liao)的(de)生產目前全部使用物(wu)理(li)(li)發(fa)泡(pao)(pao)劑(ji)(ji)，歐美先后研發(fa)出四代(dai)聚氨(an)酯物(wu)理(li)(li)發(fa)泡(pao)(pao)劑(ji)(ji)：第一(yi)(yi)代(dai)是(shi)氟利昂系列(lie)，第二(er)代(dai)是(shi)141B，第三代(dai)是(shi)HFC-245fa和HFC-365mfc，第四代(dai)是(shi)LBA，環保性能(neng)(neng)一(yi)(yi)代(dai)比一(yi)(yi)代(dai)好(hao)，但使用性能(neng)(neng)卻越來(lai)(lai)越不理(li)(li)想，且價格也越來(lai)(lai)越高。為(wei)了防火(huo)阻燃(ran)，這(zhe)類物(wu)理(li)(li)發(fa)泡(pao)(pao)劑(ji)(ji)中(zhong)都含有氯和氟元素(su)，因此生產聚氨(an)酯泡(pao)(pao)沫(mo)(mo)材(cai)料(liao)，必(bi)然會消(xiao)耗大量氯氟烴。

而氯(lv)氟(fu)烴對大氣(qi)臭氧(yang)層具(ju)有極強(qiang)的破(po)壞作用。在太陽C波長紫外線作(zuo)用(yong)下，氯(lv)氟(fu)烴會(hui)釋放氯(lv)原(yuan)子(zi)(zi)(zi)，氯(lv)原(yuan)子(zi)(zi)(zi)和臭(chou)(chou)氧(yang)分(fen)子(zi)(zi)(zi)發生(sheng)反應(ying)消耗臭(chou)(chou)氧(yang)，通過連鎖反應(ying)，一個(ge)氯(lv)原(yuan)子(zi)(zi)(zi)可(ke)以破(po)壞千(qian)萬個(ge)臭(chou)(chou)氧(yang)分(fen)子(zi)(zi)(zi)，嚴重破(po)壞臭(chou)(chou)氧(yang)層(ceng)。因(yin)為氯(lv)氟(fu)烴的(de)生(sheng)產(chan)和使用(yong)，全(quan)球每(mei)年增加約數十億噸(dun)二氧(yang)化碳的(de)排放當量。因(yin)此，替代和淘(tao)汰氯(lv)氟(fu)烴物(wu)質對保護(hu)大(da)氣(qi)臭(chou)(chou)氧(yang)層(ceng)意義重大(da)。

按(an)照《蒙特利爾破壞臭氧層物質管制議定書》約定，世界各國(guo)將逐(zhu)步削減使用各種(zhong)氯氟烴類物質，到2030年以前，世界各國將完全禁(jin)止使用(yong)。

研究環保安(an)全的無氯氟聚氨酯發泡劑十分必要和迫切，但這是一個難題。自(zi)拜耳公司發明聚氨酯近80年(nian)來，歐(ou)美化學巨頭(tou)拜耳、杜邦、霍(huo)尼韋爾公司先(xian)后研(yan)發(fa)出(chu)四代聚(ju)氨酯物理發(fa)泡劑，技術(shu)和市場(chang)均被其壟(long)斷。新型發(fa)泡劑的研(yan)發(fa)之路異常艱難(nan)漫(man)長。

理論拓荒，合成新物質

畢玉遂對(dui)新型發泡劑的(de)研(yan)究始于2003年。他們認為，基(ji)于鹵素不燃特性研究發泡劑的(de)技(ji)術思想已經到了極(ji)限，按照這樣的(de)思維，永遠也無法擺脫氯氟烴的(de)問題，淘(tao)汰氯氟烴必須(xu)另辟蹊徑。

挑戰難題，能(neng)行嗎？畢玉遂認(ren)為，外(wai)國(guo)人解決(jue)不(bu)(bu)了(le)的難題，中(zhong)國(guo)人不(bu)(bu)一定做(zuo)(zuo)不(bu)(bu)到；著名(ming)大學做(zuo)(zuo)不(bu)(bu)了(le)的事情，其他(ta)大學不(bu)(bu)一定做(zuo)(zuo)不(bu)(bu)了(le)。他(ta)想試著研究新型化學發泡劑，淘汰氯氟烴類物(wu)理發泡劑。

一開(kai)始，畢玉(yu)遂對化學發泡(pao)劑也是(shi)一無所(suo)知，在(zai)能夠查閱的(de)數(shu)據(ju)庫中，關于聚(ju)氨酯化學發泡(pao)劑的(de)資料一片空白。

后(hou)來經過(guo)反復(fu)分(fen)析，畢玉遂團隊確認：世界上之所以沒有化(hua)學合(he)(he)成(cheng)的(de)(de)(de)聚氨酯(zhi)化(hua)學發泡劑，是因為(wei)沒有理(li)論支持，缺乏理(li)論依據(ju)；突破這一技術的(de)(de)(de)關(guan)鍵，就是要研究出新(xin)理(li)論，找到新(xin)的(de)(de)(de)化(hua)學反應，然后(hou)設計(ji)和合(he)(he)成(cheng)新(xin)物(wu)(wu)質(zhi)，而且合(he)(he)成(cheng)的(de)(de)(de)新(xin)物(wu)(wu)質(zhi)能夠反應產(chan)生(sheng)二(er)(er)氧化(hua)碳氣(qi)體(ti)，且必須是二(er)(er)氧化(hua)碳氣(qi)體(ti)。因為(wei)二(er)(er)氧化(hua)碳是人類和其他動物(wu)(wu)正常代(dai)謝的(de)(de)(de)產(chan)物(wu)(wu)，無毒，它的(de)(de)(de)導熱系(xi)數(shu)在(zai)所有無毒氣(qi)體(ti)中(zhong)也(ye)是最低的(de)(de)(de)。這一研究思想的(de)(de)(de)確立，為(wei)后(hou)來的(de)(de)(de)研發指明了方向。

最初幾年(nian)，畢玉遂團(tuan)隊做(zuo)了(le)大量拓(tuo)荒性(xing)、探索性(xing)的研究：分(fen)子(zi)設計，合成工(gong)藝調(diao)整(zheng)，優化(hua)、再調(diao)整(zheng)……就這(zhe)樣，反反復復，10多萬(wan)次(ci)的實驗，一點點從不可能到可能。

因為(wei)研(yan)究(jiu)的(de)是(shi)新領域，沒(mei)有研(yan)究(jiu)基礎，寫(xie)不了項目(mu)書，沒(mei)法申請科研(yan)經(jing)費(fei)，資金短缺一(yi)直是(shi)個難(nan)題。往(wang)往(wang)在研(yan)究(jiu)、試驗一(yi)段時間后，沒(mei)錢買實驗材料了，畢玉遂(sui)就(jiu)從(cong)家(jia)里拿出積蓄，或(huo)者是(shi)通(tong)過了解這個項目(mu)價值的(de)朋友們得到幫助支持。

在最艱苦的幾(ji)年里，在畢玉遂的生活中(zhong)，除了做(zuo)實(shi)驗還是做(zuo)實(shi)驗，一(yi)年365天，除了(le)出(chu)差和大年(nian)(nian)初一，他和他的團(tuan)隊都泡在(zai)實驗室(shi)里。剛開始時，畢玉(yu)遂還是(shi)滿頭烏發，如今10多(duo)年(nian)(nian)過去(qu)了(le)，他的頭發已經全白了(le)。

在(zai)(zai)困難中(zhong)掙扎(zha)(zha)，在(zai)(zai)掙扎(zha)(zha)中(zhong)堅持。2010年，畢玉(yu)遂團隊終于獲得(de)了(le)關鍵(jian)數據，在理(li)論和合(he)成(cheng)技術上取得(de)了(le)重(zhong)大突破，合(he)成(cheng)出(chu)了(le)最初期(qi)的化學(xue)發泡(pao)劑產(chan)品(pin)。

2011年3月，通過在華(hua)東理工大學第(di)三(san)方(fang)驗(yan)證(zheng)和系列實(shi)驗(yan)，畢玉遂團隊取得了(le)比較滿(man)意(yi)的數據。該發泡(pao)劑(ji)是目前除水以外，能(neng)(neng)反(fan)應產生二氧(yang)化碳(tan)氣(qi)體，又能(neng)(neng)用于聚氨酯發泡(pao)的有(you)機化合物，不但綠色環保，而且(qie)成本很低(di)。

很快，項(xiang)目成功的消息引起(qi)世界關注，國際上(shang)多家化學巨頭(tou)紛紛前來(lai)參觀考察，尋求合(he)作。

2013年2月25日，聚氨(an)酯化學發泡(pao)劑項(xiang)目(mu)在(zai)北京通過(guo)了技術(shu)鑒(jian)定(ding)，對外正式宣布新(xin)型聚氨(an)酯化學發泡(pao)劑研發成功(gong)。

學校助攻專利布局和產業化推廣

畢玉(yu)遂十分清(qing)楚(chu)自己(ji)的(de)研究成果所(suo)蘊含的(de)巨(ju)大市(shi)場價(jia)值(zhi)，而對于如何申報(bao)專利才能做到萬無(wu)一失，他沒有任何把握。

2016年2月(yue)，出(chu)(chu)于對科(ke)研成果的(de)(de)有效保護和未來(lai)產(chan)業化(hua)(hua)推廣(guang)的(de)(de)慎重(zhong)考慮，山(shan)東理(li)工大學(xue)做(zuo)出(chu)(chu)了一個(ge)大膽的(de)(de)舉措(cuo)——以學(xue)校的(de)(de)名義組織(zhi)撰寫了《推動無氯(lv)氟聚氨酯(zhi)發泡(pao)材料產(chan)業化(hua)(hua)》的(de)(de)建議報告(gao)，直接呈報國(guo)務院；2月(yue)17日，國(guo)務院領導(dao)在(zai)建議報告(gao)上(shang)作出(chu)(chu)批(pi)示(shi)。

2016年，由科(ke)技(ji)部、環保部、中(zhong)國(guo)石(shi)油(you)和(he)化學聯合會、聚氨(an)酯工業協會等聯合組(zu)成的(de)(de)專家組(zu)，對畢玉遂團(tuan)隊的(de)(de)研究(jiu)成果進行審查(cha)，通過審查(cha)和(he)國(guo)內外檢索后，國(guo)家知識產權(quan)局專家確認：無氯氟聚氨(an)酯化學發泡劑是(shi)一(yi)個革命性的(de)(de)、顛覆性的(de)(de)發明，是(shi)重大的(de)(de)理論(lun)創新和(he)技(ji)術發明。

中(zhong)國(guo)石(shi)化聯合(he)會原會長李勇武(wu)調研時評價說：“你們(men)解決(jue)了一個世界(jie)性難題。”

2016年5月，國(guo)家(jia)知識產權局派出(chu)微(wei)觀專利導航項目工(gong)作組進(jin)駐學校，指導開展(zhan)國(guo)際(ji)(ji)專利的布局、撰(zhuan)寫、申(shen)請等工(gong)作，共申(shen)請了(le)(le)4件(jian)中國(guo)發明專利，3件(jian)PCT國(guo)際(ji)(ji)專利。2017年，“無氯氟(fu)聚(ju)氨酯新型化(hua)學發泡劑”的專利布局完成(cheng)。它徹(che)底打破了(le)(le)歐美(mei)對其他國(guo)家(jia)的技(ji)術(shu)壟斷(duan)。

看(kan)(kan)看(kan)(kan)從專業的角度，如何(he)評價“無氯(lv)氟聚氨酯新型化(hua)學發(fa)泡劑”研究——

長(chang)期(qi)以來，在聚(ju)(ju)氨酯(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)(wu)(wu)理(li)發(fa)泡(pao)劑的(de)(de)(de)研(yan)(yan)發(fa)方面(mian)，科學家們習慣于低沸點、易(yi)氣(qi)化(hua)(hua)(hua)、采(cai)用(yong)(yong)氟(fu)氯元素阻(zu)燃的(de)(de)(de)研(yan)(yan)究(jiu)思(si)路來設計分(fen)(fen)子結構，這禁錮(gu)了(le)研(yan)(yan)發(fa)人員的(de)(de)(de)創新(xin)思(si)想(xiang)。聚(ju)(ju)氨酯(zhi)(zhi)(zhi)新(xin)型化(hua)(hua)(hua)學發(fa)泡(pao)劑的(de)(de)(de)研(yan)(yan)究(jiu)徹底(di)顛覆了(le)原有(you)(you)思(si)路，它采(cai)用(yong)(yong)了(le)全新(xin)的(de)(de)(de)研(yan)(yan)發(fa)思(si)路，實現(xian)(xian)了(le)彎道超車。該研(yan)(yan)究(jiu)以嶄新(xin)的(de)(de)(de)思(si)想(xiang)和(he)(he)(he)方法設計，合(he)成(cheng)出(chu)能(neng)(neng)與黑料發(fa)生反應(ying)產(chan)(chan)生二氧化(hua)(hua)(hua)碳(tan)氣(qi)體(ti)的(de)(de)(de)新(xin)物(wu)(wu)(wu)質，新(xin)物(wu)(wu)(wu)質具有(you)(you)高(gao)沸點、不(bu)(bu)(bu)易(yi)氣(qi)化(hua)(hua)(hua)、生產(chan)(chan)過程和(he)(he)(he)分(fen)(fen)子本身均不(bu)(bu)(bu)涉及氯氟(fu)元素的(de)(de)(de)特點。新(xin)物(wu)(wu)(wu)質的(de)(de)(de)合(he)成(cheng)和(he)(he)(he)新(xin)反應(ying)的(de)(de)(de)發(fa)現(xian)(xian)為化(hua)(hua)(hua)學發(fa)泡(pao)劑的(de)(de)(de)研(yan)(yan)究(jiu)提供了(le)理(li)論(lun)(lun)依據，與物(wu)(wu)(wu)理(li)發(fa)泡(pao)劑相(xiang)比(bi)，兩者無論(lun)(lun)是發(fa)泡(pao)原理(li)還(huan)是分(fen)(fen)子結構特征都截然不(bu)(bu)(bu)同(tong)。新(xin)型化(hua)(hua)(hua)學發(fa)泡(pao)劑為人類在聚(ju)(ju)氨酯(zhi)(zhi)(zhi)發(fa)泡(pao)劑的(de)(de)(de)研(yan)(yan)究(jiu)方面(mian)開拓(tuo)出(chu)一(yi)條新(xin)路徑，不(bu)(bu)(bu)僅打破了(le)歐美國家在這一(yi)技術領域的(de)(de)(de)壟斷，其無與倫比(bi)的(de)(de)(de)環保性(xing)能(neng)(neng)和(he)(he)(he)良好(hao)的(de)(de)(de)使(shi)用(yong)(yong)性(xing)能(neng)(neng)，必將(jiang)世(shi)界聚(ju)(ju)氨酯(zhi)(zhi)(zhi)工業(ye)和(he)(he)(he)有(you)(you)機新(xin)材料工業(ye)的(de)(de)(de)未來發(fa)展，涉及上(shang)下游(you)產(chan)(chan)業(ye)萬(wan)億元級的(de)(de)(de)產(chan)(chan)值。

2017年4月，由(you)山東理工大(da)學出面與補天新材料技術有限公司(si)簽訂了(le)專(zhuan)利獨占(zhan)20年的(de)許可協議（美國、加拿大(da)市場(chang)除外），企業需總計支付5.2億元人民幣。而根據山東理工大(da)學的(de)政(zheng)策規定，收益的(de)80%，即(ji)4億元歸項目研發團隊支配。

統計數據顯示，2014年全(quan)球聚(ju)(ju)氨酯(zhi)硬質(zhi)泡(pao)沫(mo)材料(liao)需求(qiu)量(liang)為570萬(wan)(wan)噸，預計2014年至2020年將(jiang)以4.5%的(de)復合年增(zeng)長(chang)率(lv)上漲。發(fa)泡(pao)劑(ji)(ji)作為聚(ju)(ju)氨酯(zhi)泡(pao)沫(mo)材料(liao)的(de)生產原料(liao)之(zhi)一，將(jiang)擁有巨大的(de)市(shi)場需求(qiu)。未來幾年，聚(ju)(ju)氨酯(zhi)發(fa)泡(pao)劑(ji)(ji)的(de)用量(liang)將(jiang)達60萬(wan)(wan)噸。

目前，中(zhong)國石油和化(hua)學(xue)工業聯合會已將(jiang)“聚(ju)氨(an)(an)酯新型化(hua)學(xue)發泡劑制(zhi)備技(ji)術(shu)”列為“十三五”重點突破的高端技(ji)術(shu)，山東(dong)理(li)工大學(xue)還(huan)成立了“聚(ju)氨(an)(an)酯新型化(hua)學(xue)發泡劑研究(jiu)院”，全力推動項目成果(guo)產業化(hua)。

無氯無氟聚氨酯市場大有可為

攻(gong)克技術難題后,畢玉遂(sui)又有了新的(de)愿望和方向(xiang)：“在我有生之(zhi)年,要加快(kuai)產業化(hua)進程(cheng)，讓有機聚氨酯泡沫材料中的(de)發(fa)泡劑換成中國(guo)制(zhi)造，為我國(guo)和全世界提供最(zui)環(huan)保的(de)產品，造福(fu)人類。”

在實驗室旁邊畢玉遂簡陋的辦公室里，記者(zhe)與他談起未來(lai)聚氨酯材料市(shi)場應用(yong)的相(xiang)關話題。

畢玉遂談道，總(zong)體來講，這(zhe)種材料(liao)(liao)是一種聚氨酯(zhi)泡沫材料(liao)(liao)，它(ta)的(de)優勢很多，具有良好的(de)保溫(wen)、封堵(du)、填充等作(zuo)用。比(bi)如對(dui)建筑外墻的(de)保溫(wen)，用作(zuo)冷(leng)庫(ku)、集裝箱的(de)保溫(wen)，冷(leng)熱水管道包括液化(hua)天(tian)然氣(qi)管道輸送、原油管線輸送等，都要用到聚氨酯(zhi)材料(liao)(liao)。有些領域不需要保溫(wen)，只要求用作(zuo)填充材料(liao)(liao)，有一定的(de)彈性和強度就可(ke)以，應用領域十分廣(guang)泛。

而(er)日(ri)常前來向畢玉遂(sui)咨詢請教的人也絡繹不絕。比如(ru)有需要給水上(shang)游艇(ting)的艙體內部作(zuo)填(tian)(tian)充(chong)材料，要求輕質、防火、保溫、容易施(shi)工(gong)等；還有廢棄(qi)礦山坑道的填(tian)(tian)充(chong)，也可(ke)以使用聚氨酯發(fa)泡材料。

畢(bi)玉(yu)遂(sui)特別(bie)指出，聚氨酯(zhi)泡沫材料有一(yi)大特點，就是(shi)(shi)在施工(gong)時灌進去的是(shi)(shi)液體(ti)，很快便會發泡、體(ti)積(ji)慢慢膨脹起來，最(zui)后變成(cheng)固體(ti)。產品具有極(ji)強的可塑性，成(cheng)型后跟外圍是(shi)(shi)完(wan)全吻合一(yi)體(ti)的。

用作封堵(du)材料就是高(gao)分子防潮封堵(du)材料，灌體一(yi)體化，現(xian)場施工方便快(kuai)捷，不開裂，壽命不低于20年。還能制作仿木材料(liao)，可(ke)以進一步開發出(chu)密度和木頭一樣(yang)的材料(liao)，代替木材。

目前來(lai)看，聚氨酯泡沫材料主要還是(shi)用作保溫和(he)填(tian)充材料，要求性能一(yi)般(ban)是(shi)保溫、填(tian)充、阻燃等。如果有新(xin)(xin)的(de)需求，畢玉遂團(tuan)隊會根據需求進一(yi)步(bu)開發新(xin)(xin)的(de)領域，用途應該(gai)是(shi)非常廣泛的(de)。

與補(bu)天(tian)公司(si)(si)的(de)(de)(de)合作(zuo)中，畢玉(yu)遂團隊負責技(ji)術服務，將根(gen)據補(bu)天(tian)公司(si)(si)的(de)(de)(de)需要(yao)，在相關領域(yu)和(he)產(chan)業(ye)進行開發研(yan)究，然后提供一個完(wan)備的(de)(de)(de)技(ji)術方案，從(cong)實驗室到產(chan)業(ye)化，最終到用戶使用滿意。據了解，補(bu)天(tian)公司(si)(si)目前生產(chan)的(de)(de)(de)產(chan)品涉及管道、保溫(wen)材料、液化天(tian)然氣保溫(wen)，冷(leng)柜保溫(wen)、門業(ye)保溫(wen)、外墻保溫(wen)等領域(yu)。

總(zong)之，無氯氟(fu)新型聚氨(an)酯(zhi)化學發泡(pao)劑(ji)比(bi)氯氟(fu)烴物(wu)理發泡(pao)劑(ji)更加環保安(an)全。這項(xiang)技術的核心是發泡(pao)劑(ji)，其他都是下(xia)游產品。有了發泡(pao)劑(ji)，可(ke)以做(zuo)很(hen)多東西。

未(wei)來畢玉遂團隊將會協(xie)助補(bu)天公(gong)司一起(qi)做(zuo)好(hao)產業(ye)化，把項目做(zuo)好(hao)，在(zai)全世界推(tui)廣應用。據了(le)解，補(bu)天公(gong)司已(yi)經在(zai)美(mei)國建(jian)立了(le)分公(gong)司。

在(zai)新(xin)型聚氨(an)酯材料(liao)研究院的實(shi)(shi)驗(yan)(yan)室(shi)，記者(zhe)現場看到實(shi)(shi)驗(yan)(yan)過程中產生的發泡材料(liao)堆得像小山一樣。畢玉遂說，在(zai)每(mei)一個子行業中新(xin)材料(liao)的應用成功(gong)后(hou)面(mian)，都離不開大量的研究和實(shi)(shi)驗(yan)(yan)室(shi)實(shi)(shi)驗(yan)(yan)。