厚度仅有头发丝的110抗压强度却能达到100兆帕质子交换膜牛在哪？

  原标题：厚度仅有头发丝的1/10，抗压强度却能达到100兆帕，质子交换膜牛在哪?

  原标题：厚度仅有头发丝的1/10，抗压强度却能达到100兆帕，质子交换膜牛在哪?

  近日，来自山东桓台的荣钦功风尘仆仆赶往上海，他带着山东森荣新材料有限公司(下称“山东森荣”)在聚四氟乙烯微孔膜领域的最新研发成果，顺利签下百万元订单。

  三个月前，山东森荣接到来自氢能源行业头部企业的需求，希望生产出应用在氢燃料电池质子交换膜的支撑材料。该材料在全球只有日本日东企业能生产，质子交换膜作为氢燃料电池的“芯片”，对方一直积极寻求国产替代方案。

  “运用自主研发工艺成功解决难题，各项指标强于日本东工一倍之多。”荣钦功很兴奋，这款高强膜厚度仅10微米，相当于头发丝的十分之一，抗压强度能达100兆帕，孔隙率80%。“如钢筋铁骨般将质子交换膜支撑在氢燃料电池上。”

  这款高强膜原料为聚四氟乙烯(PTFE)，因耐热、耐寒、耐腐蚀特性，又名“塑料王”，为现代科技、军工和民用领域解决多项关键技术。这款应用广泛且不可或缺的材料，让荣钦功钻研了17年。

  两间不足40平方米的简陋小屋，三台聚四氟乙烯加工设施，是荣钦功创立的第一个生产车间，这里曾吸引来60多家外国企业的关注，上百吨聚四氟乙烯管棒走出国门远销海外。

  2006年，38岁的荣钦功还是一名汽车维修工，他发现聚四氟乙烯行业前景广阔，技术门槛低，便决定辞职创业。“摸着石头过河，边干边琢磨。”那几年，荣钦功带领六名工人成宿地泡在厂里，穿梭于生产设备之间。在这段经历中，他们赚得第一桶金，也看清了国内聚四氟乙烯行业的瓶颈与短板。

  生产之初，聚四氟乙烯挤出机频繁发生停机故障，无法产出一条完整的管。工人们检查维修发现，由于温度过高导致管卡在中间无法挤出。大伙在车间熬了四十个日夜，终于研究设计出一款散热风箱，安装后第一笔订单顺利生产。至此，订单需求从四面八方涌来，2011年聚四氟乙烯板、棒、管生产年规模近800吨，年销售额7000多万元。

  为寻求高科技、高的附加价值、绿色环保的产品，荣钦功又将目光投向聚四氟乙烯纤维领域。彼时，我国成功研发氯碱离子膜，结束氯碱工业几十年来被美日垄断的历史。氯碱离子膜作为“离子膜法制碱”的关键材料，关乎国家经济安全和未来能源利用，国内需要一款能让氯碱离子膜工作稳定、常规使用的寿命长的核心材料——PTFE长丝纤维，但参数要求很高，线D，同时保持高强韧度。

  “我们当时认为几乎做不到。”荣钦功坦言，“正如一根头发丝的三分之一，做到这个细度还要保证高强韧度，尤其我们当时还不具备生产聚四氟乙烯纤维的能力。”但如果国内没有企业做到，只能依赖进口，再次面临国外垄断。

  荣钦功带领团队成立技术攻关小组，历时八年，对机械设备技术工艺改进六次，“第一时间拿到设备数据后，我连夜把所有数据参数记在脑子里背诵下来，第二天召集所有人开会，把内容向大家科普一遍。”未解决一个技术问题，荣钦功和同事连续24小时开车到达轴承厂家咨询，回来后泡在车间几天几夜，一夜之间一吨多重的轴承管被拆装4次。

  凭着这股不服输的精神，荣钦功和他的团队终于研制成功且各项指标均达到国际标准，完全实现国产替代，成为国内唯一一家配套氯碱离子膜的PTFE超细长丝加工公司。目前订单金额3000多万元，年产能20吨。

  聚四氟乙烯微孔膜是一种过滤材料，应用十分普遍。小至空气进化设施、食品、服装、电子科技类产品等，大至军工、生化、制药、铸造、半导体等行业，都需要用特殊工艺覆合在基材上实现高效过滤。其次，微孔膜所呈现不同的孔径、孔隙率、厚度、宽度等效果，将满足多种产品的需求。

  薄、孔径小、孔隙率高，是聚四氟乙烯微孔膜的核心工艺。山东森荣对产品的“死磕”精神，正如一层层微孔膜做到极致。

  新冠肺炎疫情发生后，全球对口罩的需求激增，号称口罩“心脏”的熔喷布长期处在紧缺状态，价格从最开始每吨不到2万元涨到每吨40万元。荣钦功带领技术团队用三天三夜，研发成功代替PP熔喷布且可重复使用的PTFE纳米口罩膜材料，为疫情防控和口罩生产企业“一布难求”解了燃眉之急。

  “孔径小于水分子上百倍、大于水蒸气上万倍，同等压差下透气量比同行业产品高20%以上。”荣钦功说，PTFE纳米口罩膜的厚度仅为头发丝的百分之一，可连续使用30天几乎无指标降低，过滤效率达99%。

  科技创新是解决需求的“黄金钥匙”。荣钦功发现，当下智能化产品都在向着最高级别的防水和透声方向聚拢,他决定开始投入对IP68膜的研发。IP68膜作为防水透气透声膜，大范围的应用在智能手机、智能穿戴、手持终端、蓝牙耳麦、音箱等需要防水的电子科技类产品，30米水深以下使用的IP68膜可通过常规加工方式实现，但50米水深以下，不但对膜厚薄的精度要求高，对膜的整体均匀性和稳定能力要求也极高，靠常规加工方式没办法实现，成为“卡脖子”的技术难题。

  没有人才，寸步难行，这是荣钦功在寻求科学技术创新的道路上所体会到的。他找到专攻PTFE的专家，与多家知名院校合作，在高精尖人才和自主研发团队的合力攻关下，成功研发出国内最高级别IP68膜，“50米水深以下，在防水的同时，基本上没有声损。”一卷IP68膜上均匀整齐地排列着长宽约1.8毫米的膜片，它的问世解决了电子科技类产品核心材料长期依赖国外的局面,也将使中国电子产业在国际市场中大幅度的提升竞争力。

  为实现“弯道超车”，2022年山东森荣首创3D打印PTFE膜技术，保证膜的厚度、强度的同时，颠覆美国戈尔自上世纪70年代以来，采用物理双向机械拉伸没办法实现均匀的方式。“目前正为国内几家电子制造企业批量生产稳定供货，下一步即将迈入技术迭代创新阶段。”

  专注PTFE膜科研、生产、经营和对外贸易17年，山东森荣从无到有，在产业链关键领域“补短板、填空白”，拥有35项专利和15项发明，通过自主研发实现进口替代;从有到优，挺进3C电子科技类产品、新能源等万亿级市场领域，成为行业头部企业的核心供应商，年收入突破2亿元，2023年预计实现3亿元。创新是企业的生命力，坚持以新研发技术带动产品创新，这离不开国家税费政策的全力支持，据统计，2022年，公司享受研发费用加计扣除总额达536万元、享受国家要重点扶持的高新技术企业减按15%的税率征收企业所得税政策减免22万元;2022年以来，享受增值税(抵)退税46万元，出口留(抵)退税431万元，其中出口退税130万元。

  在山东森荣的隔壁，占地110亩的新工厂正在平整土地，不久后崭新的厂房和研发中心将拔地而起。

  “这里未来大多数都用在‘PTFE电子专用材料制造项目’的研发与生产。”荣钦功所说的PTFE电子专用材料，是以PTFE改性膜为核心材料的PTFE高频覆铜板。

  随着5G和工业互联网发展进程不断加快，高频覆铜板的需求迅速增加。但由于工艺复杂、材料及加工认证周期长、下游需求多样要求专有配方等特点，行业门槛高，市场由美日厂商主导且占有率超90%，垄断程度较高。

  企业要在某个行业持续性深耕，才能做到“专业”和“精细管理”，其次要适时抓住行业最新浪潮并拥有足够创新精神，才能实现自身的“特色”和“创新”。显然山东森荣做到了。去年年底，山东森荣持续深耕PTFE膜领域，耗时六个月成功研发PTFE高频覆铜板，实现信号传输快、稳定、精准、接近零延时，可大范围的应用于5G通信交换系统、云计算储存系统、物联网射频系统、新能源、绿色物流等各大领域。

  “项目投产后产品一经上市，将率先打破美日垄断，实现国内高端高频覆铜板材料的国产替代，为中国通信行业的高频化提供坚强的材料支撑。”荣钦功说，项目建成后年生产规模可达每年30万张PTFE高频覆铜板，160万张碳氢类高频高速覆铜板，预计年出售的收益将突破22.7亿元，利税突破3.5亿元。

  站在山东森荣厂区里，车间的机器轰隆轰隆地运作，工人们专心致志地调试零件，研发团队身穿防护服不断在设备上进行实验。他们都是为了共同一个目标，就写在厂房上面——“一丝不苟，丝丝精品”。

  “我们一直把‘专精特新’4个字镌刻到企业文化里，以争创世界第二个戈尔为奋斗目标，打造国际一流的膜材料研发生产基地。”荣钦功说。

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