24 J-01結構膠和101聚氨酯膠誕生記
J-01結構膠和101聚氨酯膠是我國最早研制的兩個合成膠黏劑品種,讓我們了解一下這兩種膠研制背后的故事。
J-01結構膠的研制者是王致祿等人,作者于2016年9月10日拜訪了王致祿先生,時年老先生已是88歲高齡。王老回憶說:“1958年,長春中國一汽要生產250輛解放牌卡車,當時剎車片用傳統的鉚接方法合不上,廠里非常著急,于是找到了我們中科院長春應化所高分子所,看看能否用膠黏劑粘接。我與丁開爽一起接受了研制任務,從此開始了膠黏劑的研究。”當年應化所沒有膠黏劑實驗室,他們倆就在地下室搞起了研究,他們采用的是丁腈橡膠和聚乙烯醇縮醛增韌酚醛樹脂的技術路線,經過1年多的努力,剎車片結構膠研制成功,為一汽解決了技術難題。王老接著回憶道:“一個偶然的機會,我把經過改進的汽車剎車片膠用在了飛機的結構粘接上。”根據航空部規劃,“殲8”戰斗機某些部件要用耐溫210℃的結構膠粘接,研制任務本來是由航空部某研究所承擔的,可是該研究所沒能按時完成計劃。王老繼續說道:“在1960年前后,由航空部工藝所配合,將我們研制的汽車剎車片用的耐溫210℃結構膠,經過半年多的探索與改進,最終成功用于‘殲8’戰斗機膠接結構中。”1962年,王致祿、黃應昌轉入黑龍江石油化工研究所工作,對這款結構膠進行了完善,后來被命名為“J-01耐高溫有孔蜂窩結構膠”。J-01用于“殲8”戰斗機,粘接有孔蜂窩結構操縱舵面,為我國殲擊機開創了以膠接結構代替鉚接結構的先例,大大減輕了結構重量,使飛機高空高速性能接近了世界先進水平。后來J-01結構膠用于“殲8”水平尾翼、副翼等9個零部件的粘接,使“殲8”成功上天。J-01結構膠填補了我國航空結構膠黏劑的空白,滿足了高速殲擊機對膠接蜂窩結構的性能要求,從此膠接結構在我國各種飛機上推廣應用,在航天領域也得到了迅速推廣,為提高武器裝備性能做出了貢獻,J-01結構膠于1965年獲國家發明獎。
鐵錨101聚氨酯膠黏劑最早是王澍、林國光等人于20世紀60年代初期在上海化工研究院的小試成果,開始稱為“烏利當”聚氨酯膠。后來上海化工院并入了上海合成樹脂研究所,樹脂所準備把該成果轉產到上海溶劑廠,由于上海溶劑廠不愿意做,后來轉到上海新光化工廠,經過反復改進,產品最后定型為“鐵錨”101聚氨酯膠黏劑。
1965年,朱世雄(后來曾任上海新光技術廠廠長、上海化工局副局長等職務)從上海科大畢業分配到上海新光化工廠工作。看到這個又破又舊的小廠,他于心不甘,就去上級公司找到了當時的經理譚竹洲(后來曾任上海化工局局長、化工部副部長)并提出搞新產品的想法,他的想法得到了上級認同,并當即撥給5000元開發經費,讓他與上海合成樹脂研究所和上海橡膠制品研究所合作搞膠黏劑。1965年下半年,根據廠部安排,朱世雄去上海溶劑廠接產“烏利當”膠黏劑并負責放大。“烏利當”膠放大時,采用的是一個個2.5L敞口的小鐵鍋,在油浴中用電熱棒加熱。將預先合成好的聚酯樹脂與計量好的異氰酸酯反應,經眼觀、鼻聞、手粘等經驗來控制,制得的彈性體倒入含滑石粉的大盤中,經冷卻、切割、溶解、過濾制得膠,這就是101聚氨酯膠的雛形。當時生產是工人“三班倒”,不停地做,個個滿身都是滑石粉,操作人員都成了“白毛女”。高溫下的油浴味混雜著TDI的刺激味,生產環境十分惡劣。為了減輕勞動強度,改善勞動環境,提高生產率,同時提高固化劑的穩定性,1968年,在朱世雄、邵立坡、黃兆穩等的帶領下分別對聚氨酯101膠的初期產品甲、乙膠組分進行重大技術革新。甲組分主要由邵立坡、黃兆帶領從敞開油加熱的“彈性體法”,改革成在不銹鋼釜內合成的溶液聚合法,即“溶劑法”,密閉性生產大大改善了環境,也提高了產量。朱世雄則對甲組分樹脂合成中的醇酸比例進行了計算和大幅度調整,大大降低了甲組分的成本,并對101膠的乙組分交聯劑采用了原料取代,縮短了流程,使原料的純度和含水量易于控制,大大提高了產品的穩定性,進一步降低了成本。以上這些改革為大生產奠定了堅實的基礎,這就是后來定型的鐵錨聚氨酯101膠黏劑,也是國內首個工業化生產的聚氨酯膠黏劑。