含氟材料广泛应用于制冷、发泡、工业清洗等领域,是现代产业不可或缺的关键基础材料,但部分含氟产品带来的环境问题仍待破解,绿色替代技术正加速推进。

坐落于福建泉州泉港石化园区的泉州宇极新材料科技有限公司(以下简称“泉州宇极”),有这样一支科研团队,他们深耕氟化工近40年,率先提出以“零臭氧消耗、低温室效应、零降解三氟乙酸”为目标的第五代ODS替代物完整技术理念,成功合成出系列环境友好型含氟新材料,并实现量产。8月5日,该企业完成由福建省工业控股集团旗下基金领投的超亿元战略融资,资金将重点投向新一代含氟新材料的研发、放大与市场落地。

“我们追求的绝非化学品的简单替换,而是建立从原创分子、生产工艺、应用技术到环境评价的完整自主技术体系。”泉州宇极创始人、首席科学家权恒道说,对于我国氟化工产业而言,这也是从跟随开发迈向自主原创的重要一步。

重塑分子破解含氟材料降解难题

近年来,含氟材料已成为全球广泛关注的持久性污染物。如何规避污染?泉州宇极研发团队在大量实验与行业研究中,敏锐捕捉到现有含氟材料的局限,决心从源头寻找新的技术路线。

氟是地球上最“难管”的非金属元素之一,电负性最强,化学性质最活泼。“我们的研发,本质上就是‘驯化’它。”该公司研发工程师薛马晨博士介绍,传统含氟材料的改良,大多是在已有的成熟分子框架上“修修补补”,而团队则换了一套全新的思路——不从现成化学品出发,而是从微观源头做分子设计。

借助分子模拟与量子化学计算,针对成千上万种分子结构进行多维筛选,并把是否生成三氟乙酸作为重要评价条件,筛选出系列化学分子。

纸上完成设计只是第一步,要想把理论分子变成现实产品,离不开氟化物催化技术的支撑。团队通过定向开发过程催化剂,反复调控反应条件,成功实现系列性质稳定、适配工业化应用有机氟新材料的合成。从理论分子模型到实验室小试,再到跨越工程放大的“死亡之谷”,每一步都布满技术难关。

2024年4月,该团队首次对外宣布,打通第五代ODS替代物从计算筛选、实验合成到工程放大、应用验证的完整技术链条。相关产品由单一品种逐步拓展为系列氟化产品,覆盖制冷、发泡、清洗等多个应用领域。