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中国技术让塑料袋无毒无害溶于水 全面产业化还缺市场

http://www.water.hc360.com2018年09月06日10:01 来源:科技日报T|T

    慧聪水工业网 一杯清水,放进去一个塑料袋,几分钟后塑料袋溶化于水,演示人拿起杯子一饮而尽。这可不是一场魔术表演。演示人是智利SoluBag公司总经理罗贝托·阿斯泰特。前不久,该公司在智利首都圣地亚哥举行了这场轰动全球的新闻发布会。

    这项技术完全属于“中国制造”,技术研发方华南理工大学高级工程师崔跃飞。神奇的水溶性塑料袋原料是聚乙烯醇(PVA)。“PVA不但能溶于水,且是绿色、环境友好型的塑料。”不过,崔跃飞认真强调,“即使该材料无毒无害,也不建议吃、喝,因为材料不是食物,食品生产和工业产品生产的环境和技术要求是有差异的”。

    崔跃飞的这项技术为全球解决“白色污染”提供了一条新路径。

    6年长跑率先取得水溶性材料技术突破

    与PVA结缘源自崔跃飞对科研的不断追求。他最初研究氨基树脂,但感觉在此领域难以再取得新突破。恰逢上世纪90年代末,我国处于经济快速发展时期,制造业企业如雨后春笋般冒出来。“材料是发展制造业的基础。特别是大型电器生产企业,每年都要用上几万吨塑料。他们迫切需要质好价低的塑料。”崔跃飞说,当时,受众多企业的研发委托,他开始开展这个方面的研究。

    “为了降低价格,最初添加了部分不环保的低廉原料。但从长远来看,这绝对不是一个好办法。”崔跃飞敏锐地嗅到未来市场的变化方向。2002年,他进入环保材料领域,研发水溶性材料,也就是生产水溶性塑料袋的原材料。

    未知领域充满了新奇,也布满荆棘。崔跃飞遇到的第一个挑战是“如何让PVA的生产变成像生产塑料一样简单”。塑料具有可塑性,一般通过加热达到熔点以上,实现流动性。可PVA并不具备这种热可塑性。“PVA熔点在220℃—230℃,一开始按传统塑料的加工方法生产PVA,没想到加热到180℃后它就开始分解,完全失去流动性。整个设备被黏住无法使用。”崔跃飞说,没有任何现成的研究成果可借鉴,只能摸索着前进。

    为了降低PVA的熔点温度,实现180℃以下的低温加工。他找来各种原料与之一一匹配,最终筛选出几种适合的原料。可原料中有一些有害、不符合环保要求,他就不断筛选、替代。“从第一代技术升级到目前产业化量产的第三代技术,先后筛选了近500种原料,最终淘汰掉常规使用的一些有毒有害物质。”经过长达6年的“长跑”,崔跃飞终于完成无毒无害冷水可溶性聚乙烯醇材料的热塑性加工技术突破,拥有36个相关专利,形成专利池。

    该技术的成功对产业有另一重要意义。我国PVA的年产能已达到100万吨以上,居世界第一。由于应用领域较窄,出现产能过剩。“如果可用作环保产品的原料,很快就能提升产业链。”崔跃飞凝重地说。

    历经坎坷产品终于实现量产

    崔跃飞掌握的这项技术很快被企业相中。2008年,一家印尼企业找其合作,考虑了一阵,他让对方再等半年,等他完成中试试验。然而,一到生产线上,根本就无法做出实验室里漂亮的东西。“完全不行,宣告失败。”崔跃飞直摇头,“实在太难了。”之后6年间,他的足迹踏遍全国各地的塑料加工设备厂,寻找能与产业化匹配的设备,一年跑七八次南京,每次跑八九家厂,不断尝试,失败了重来。

    正在他一筹莫展时,2015年9月,他在华南理工大学偶遇聚石化学股份有限公司的总经理杨正高。听完崔跃飞的讲述后,杨正高非常兴奋地说:“传统行业正面临着发展天花板,公司正在寻找新的增长点,要不我们一起合作。”双方一拍即合。

    杨正高说:“双方约定,项目进行孵化的前期投入,包括场地、人员、设备、原料、相关测试、认证等投入全部由公司负责,即使失败崔老师也不需负担一分钱。合作孵化期间,由崔老师保留部分关键性的专利技术和关键性原料。”

    说干就干。双方一起到全国各地选购设备,展开市场调研。2015年10月底,第一台中试原料造粒机进入中试场地。2016年4月,第一批中试量产原料产品生产出来,终于成功了。“项目得以顺利进行,离不开南京欧立挤出机械有限公司总经理樊凯的帮助,离不开杨正高的大力支持。”崔跃飞一再强调要感谢支持他的企业,“产业化太不容易了。”

    其时,智利SoluBag公司的罗贝托·阿斯泰特已在中国寻找这种材料两年多,当他看到崔跃飞这项技术,立刻与其合作,负责国际市场推广和销售。这就出现了本文开头的一幕。“今年7月,智利颁布‘禁塑法’,将禁止全国所有超市、商铺向购物者提供塑料袋,智利有可能成为南美洲首个‘禁塑’国家。”崔跃飞也十分看好此市场的前景,他说,“每年有800万吨塑料流入海洋,导致海洋生物死亡。减少白色污染,不仅是智利,且是全球保护环境的必然趋势。”

    技术成熟全面产业化还缺市场

    从一个想法到实现产业化,崔跃飞用了15年。回想起科研成果转化的历程,他有话说。“首先面临的是研究经费问题。”他说,全世界范围内,大家都在寻找环保的塑料材料,可还只停留在想法,难以立项,“研发经费都是靠以前其他项目所积累下的资金”。

    “科研成果转化中,最为关键的是中试,毕竟实验室与工业化、产业化还是有距离的。但目前的风投只关注成品,不管中试。假如风投能在中试阶段就进入,实验室技术转化率必定大为提高。”崔跃飞说。在他看来,成果转化还离不开所在学校的政策支持。

    在PVA水溶性材料和产品研发成功后,2016年6月,聚石化学股份有限公司和崔跃飞正式成立广东聚益新材有限公司,并通过华南理工大学转让了3项相关技术性专利。

    华南理工大学创新性地对专利成果进行分级分类,采用专利池打包、转让、实施许可、作价入股创办企业等多种模式盘活专利资产,专利技术转让指标排名位于全国高校前列。“我近几年通过学校授权专利已转让了9项,许可了1项,转化率达50%以上。”今年3月,崔跃飞的另一核心专利技术转让给广东创新威环保新材料科技有限公司。该项目参加了2018年“创客中国”广东省创新创业大赛及第二届“创客广东”大赛,在1660个参赛项目中,杀入12强顺利进入了决赛。

    “PVA材料具有水可溶性,溶入水中几分钟后就会消失,不会污染和破坏水源水质。当它溶于水形成胶液渗入土壤中,具有土壤改良作用,可增加土壤的团粘化、透气性和保水性,延缓化肥的流失,特别是对钾肥有增效作用,有利于作物的生长;特别适合于沙土改造。”崔跃飞说,该技术成熟,完全可进行市场化,目前唯一缺的是市场。

    “新材料如何导入市场,让市场接受,让民众认可,还需要时间。评价一项技术是否成功,要看其能否全面推开应用。”他说,“目前第三代技术生产的原料单价仅为普通通用塑料的1.5倍左右,希望到第五代技术时实现与普通通用塑料价格相近的成本,进入一次性包装和消费薄应用领域。我正在寻找更多企业共同推广该技术。”

责任编辑:童志威

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