鎮(zhèn)海煉化國產“人工肺”材料重大技術突破!
近日,鎮(zhèn)海煉化丙烯二聚試驗裝置首次產出4-甲基-1-戊烯合格產品,平均純度達到98%以上,標志著我國在該高端特種單體的合成領域取得了階段性的重大技術突破。
4-甲基-1-戊烯是合成聚4-甲基-1-戊烯(PMP)的關鍵單體,PMP正是制造ECMO膜式氧合器膜材料的核心原料。長期以來,PMP樹脂產業(yè)鏈被日本三井牢牢掌控,4-甲基-1-戊烯國產化率為0,百分百依靠進口,是名副其實的“卡脖子”技術。
ECMO是什么?
體外膜肺氧合(ECMO)是體外生命支持技術的一種,也叫“人工肺”,被視為危重患者的“救命神器”。
2026年1月3日,中石化寧波新材料研究院,一份最新的化驗報告在項目研究員陳平的電腦屏幕上彈出——“純度99.3%”。他凝視著這個數字,思緒瞬間被拉回九年前。當陳平第一次聽說用于生產ECMO核心膜材料的特種樹脂,長期完全依賴進口,價格昂貴,供應受限時,就埋下了“要讓中國人用上自己生產的呼吸機”這顆種子。
突破“十七分之一”的勝率
2017年,中石化寧波新材料研究院攜手大連理工大學共同向這座技術高峰發(fā)起挑戰(zhàn),目標直指PMP樹脂的源頭——高純度4-甲基-1-戊烯(4M1P)單體。這項技術的核心,是驅動兩個丙烯分子以唯一正確的方式“手牽手”,合成出目標產物。然而,兩個丙烯分子的結合,理論上存在17種可能的路徑,只有一種是正確的合成出4M1P的方向。
“1/17的可能性,不能靠運氣,要靠科學的‘向導’——催化劑。”博士凌雨解釋道。他從研究生階段就投身這個項目,與導師、同學們在實驗室里,開始了漫長而枯燥的催化劑配方“淘金”之旅。成千上萬次的試驗、調整、分析,這一找,就是整整四年。
“賓館里的不眠夜與實驗室的千份樣品”
2021年,項目迎來關鍵節(jié)點——500小時催化劑連續(xù)評價實驗。然而,突如其來的疫情,將新材料研究院技術代表董科博士困在了賓館。“那是我職業(yè)生涯中最焦急的幾天。”董科回憶到。
實驗一旦開始就不能停,凌雨帶領著團隊成員,分成幾班,24小時輪值,每半小時就要精準取樣、快速分析,記錄下每一個微妙的數據變化。
賓館里,董科守著電話和不斷刷新的數據文檔。500小時,1000個樣品,當最后一組數據確認全部合格時,大家都松了一口氣。這場特殊的“隔空協(xié)作”,標志著實驗室小試取得了決定性的成功。
“湯圓”的啟示
從實驗挫折到“圓潤均勻”的突破
小試成功只是長征第一步。2024年底,百噸級放大試驗裝置建成。然而,2025年3月的首次開工,卻給滿腔熱忱的團隊潑了一盆冷水——產品純度僅為94.2%,收率也低得令人沮喪。
“就像包湯圓,皮有厚有薄,甚至有的地方露了餡,品相和味道都出了問題。”研發(fā)工程師牛丙波打了個形象的比喻。問題的根源:從小試燒瓶到放大試驗反應器,放大效應導致催化劑在復雜體系內分布嚴重不均,無法充分發(fā)揮“向導”作用。
面對挫折,團隊沒有氣餒。他們在實驗室內重新搭建小試裝置,深入研究每一個異常點。經過數月的反復摸索與改進,當試驗裝置再次響起轟鳴,產品純度一舉躍升至98%以上,收率更是大幅度提升。
“螞蟻搬家”與“皇冠上的明珠”
成功的背后,是不為人知的艱辛。由于實驗室條件有限,用于現場試驗的數百公斤特種催化劑,需要借用合作單位的專用設備制備。催化劑制備完成后,如何運回?為了節(jié)約成本、確保催化劑轉運過程萬無一失,董科、凌雨、牛丙波三位團隊成員,當起了“搬運工”。
他們小心翼翼地將一袋袋催化劑裝車、固定,親自押運,穿越城市,再一袋袋搬運到裝置前。這些平日里與精密儀器和復雜數據打交道的科研人員,用最樸實的方式,守護著他們的心血結晶。“那時候沒想那么多,就感覺每一袋都是‘寶貝’,自己搬最放心。”大家笑著說。
從2017年的一則調研信息,到2026年初合格產品持續(xù)產出,新材料研究院丙烯二聚研發(fā)團隊用了近十年的時間,走通了一條從基礎研究到工程轉化的完整創(chuàng)新鏈。
4-甲基-1-戊烯就像是高分子材料領域“皇冠上的明珠”。它的國產化突破,意味著制造ECMO“人工肺”的核心材料有望擺脫長期進口依賴,為提升我國高端醫(yī)療裝備自主保障能力打下關鍵基石;也意味著5G通信、柔性電子等戰(zhàn)略性新興產業(yè)獲得了一種高性能材料的國產化選擇。
站在試驗成功的新起點上,新材料研究院丙烯二聚研發(fā)團隊已開始了新的忙碌,在那“十七分之一”的路上,還要沖刺繼續(xù)放大的挑戰(zhàn)。








