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华工教授发明“可喝”塑料袋 遇水即溶

2018年08月30日 07:48   来源:广州日报   杜安娜 罗嘉妮

  印度国际展中,客户在体验水溶购物袋。

  崔跃飞

  近日,在智利首都圣地亚哥的一场新闻发布会上,智利SoluBag公司总经理罗贝托·阿斯泰特一遍遍地演示着口服水溶塑料袋,引起来自全球800多家媒体争先恐后的拍摄。

  这并不是开玩笑。一项来自中国的技术,为智利乃至全球“禁塑”提供了一种新解决思路。这项引起全球关注的技术,正是华南理工大学教授崔跃飞15年来的心血。

  文、图、视频/广州日报全媒体记者杜安娜 罗嘉妮

  水溶塑料袋发明者崔跃飞,从一个公文包里小心翼翼地取出几沓归好类的塑料袋,他从中抽出一张塑料袋,一面演示它的“遇水即溶”的效果,一面谨慎地说:虽然制造塑料袋使用的材料聚乙烯醇对身体没有危害,但塑料袋不是食品,不鼓励食用。

  研发“专利”教授

  他一边说,一边用舌尖舔舔塑料袋,瞬间塑料袋就融化在他的嘴里。崔跃飞这十多年来,差不多都耗在这个塑料袋上。

  崔跃飞可谓在高分子材料领域摸爬滚打了一辈子。1985年,他从华南理工大学材料学专业毕业后,就留校做研究。不过,他转向研究塑料很偶然。20世纪90年代,崔跃飞组建了自己的研究团队,刚好那一年,接到一个开发机场通道地板胶的研究项目。这个契机,让他走到了改性塑料材料这一门道。

  只是,后来他发现这条路很艰难。

  “从那时起,就没有时间写论文了。”崔跃飞说,大部分精力都用在专利技术的开发上。目前,他申请的专利有50多个,是学校里名副其实的“专利”教授。就这次塑料袋的发明,就有36个专利,形成了一个专利池。

  崔跃飞的想法很务实:“专利更贴近实际应用。”作为一个60后,崔跃飞说:“从小受到的传统教育较多,讲求‘家国情怀’,既然学了这个专业,就要做一点对社会、国家甚至人类有点意义的事。”

  没向国家要一分钱

  20世纪90年代,正是中国经济大发展的时期,对塑料材料的需求也是暴涨,机会很多。崔跃飞说,“一年要做完三五个项目”。不过同时,崔跃飞也意识到一些潜在的问题。到了2002年左右,一些大型电器企业,每年塑料的用量都有几万吨。“他们都找我们做研究,想寻找材质好成本又低的塑料。”崔跃飞说,“其实,很难两者兼顾,只能添加一些不太环保的低廉原料。”

  崔跃飞意识到:企业间的这种材料竞争,既不符合社会发展的趋势,也会让技术走进了“死胡同”。他敏锐地觉察:“做环保材料才是突破口。”从那时开始,他主导团队开始转向研发环保材料。

  有了明确的方向后,崔跃飞就开始动手研究水溶性材料,也就是现在研发的这款塑料袋的基本材料。从2002年开始,中间的研发用了八年时间,完成了技术验证试验。

  “时间说长也不算长,说短也不短”,崔跃飞说,其间走过了不少弯路,跳过的“坎”,都是分分钟让人产生放弃的念头。

  首先绕不过的就是研究经费的问题,崔跃飞说,“没有伸手向国家要一分钱”,都是靠以前做产品研发积累的一点资金。刚开始还走了一段弯路,“花了三年的时间、资金、精力来证明了一条走不通的路”。

  前后试验500种原料

  “当然,不撞墙也不知道要坚定地走另外一条路。”崔跃飞笑道。

  一开始,陷入在传统塑料加工的思维里没出来。“PVA(中文名:聚乙烯醇)是我们塑料袋的主要材料,它的熔点是220~230℃。如果按照传统塑料加工,要加热到220~230℃之间再进行加工。”崔跃飞没想到:“这个材料加温到180℃就开始分解,到190℃以上不但分解还会产生剧烈的交联,结果整个设备被黏住完全不能动了。”

  “要换一套思维重新来!”崔跃飞说,这就需要另外一套技术方案,把它变成像塑料一样的东西继续加工。“怎么能实现给它加温不到180℃就能流动,再进行加工?”崔跃飞说,这是当时最大的难点。因此,他们找来一些原料与PVA进行匹配,然后通过模拟计算进行筛选。在试验了各种原料后,他们终于找到几个合适的“伙伴”。

  新问题又出现了:这些能匹配的原料当中,有一些是有毒的,不符合环保要求。因此,他研发的第一代和第二代水溶性塑料袋,并没消除这一“硬伤”。要解决这一问题,只能继续做实验,寻找材料。“最后逐渐找到无毒无害的原料把那些有毒的原料全部替换掉”。崔跃飞说:“前前后后,大约试了500种原料。”直到2008年,在材料的研发上,才算是大功告成。

  崔跃飞当时并没有想到,在这个项目上自己是第一个“跑到终点”的人。因为,在全世界范围内,寻找环保的塑料材料是大家都看好的方向。就在崔跃飞埋头实验的时候,不只国内的几家研究团队,还有意大利、日本等国家都在想方设法进行技术攻坚。

  智利青睐中国技术

  崔跃飞这些年一直在做科研成果转化,对技术的“落地”周期有一定的心理准备,但长时间的等待仍是崔跃飞没有想到。

  直到2015年,崔跃飞在学校偶遇聚石化学股份有限公司的总经理杨正高,双方决定合作。

  “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,合作孵化期间,由我们保留部分关键性的专利技术和关键性原料。”

  运气总是青睐有准备的头脑。2016年4月,第一批中试量产原料产品生产出来,终于成功了。此时,正好遇到智利Solubag公司的罗贝托·阿斯泰特。他们其实已经在中国寻找这种材料两年多。崔跃飞预感到,他的这一技术极有可能改变一个产业的命运。

  他介绍,现在中国生产的PVA原料,生产技术是从日本转让中国,当时中国还处在物资贫乏的年代,这种材料用来做维尼龙,制成袜子、汗衫,解决中国人的穿衣问题。后来,随着化纤技术的发展,大家就不用维尼龙了,直接导致产能过剩。

  所有的维尼龙厂,都在寻找出路。“这次,就是一个很大的机会。”崔跃飞越讲越兴奋:“如果做成环保产品,很快就能把产业链提升上来了。”

  对解决海洋塑料污染有重大意义

  广州日报:媒体报道“能吃喝的水溶袋”,真的能吃喝吗?

  崔跃飞:很多媒体对聚乙烯醇水溶性材料进行了渲染式的报道,甚至把这种聚乙烯醇水溶性袋描述成能吃能喝,这是不科学、不严谨的描述。在此,我们只保证使用我们的技术和原料制备的聚乙烯醇材料和产品是无毒无害,但不能保证市场上其他的聚乙烯醇材料和产品也无毒无害。

  此材料不是食物,即使是无毒无害也不建议吃和喝,因为食品生产和工业产品生产的环境和技术要求有差异。

  广州日报:塑料袋降解需多长时间?

  崔跃飞:在有PVA降解菌或降解酶存在的条件下,几天可以达到90%以上。如果通过自然降解,根据自然界环境不同,还是需要较长的时间。

  聚乙烯醇材料具有水可溶性,几分钟通过溶解后只是消失在水中,并不是几分钟后就实现了生物降解生成了水和二氧化碳。溶入水中后这种材料对水源水质不产生污染和破坏;特别是在自然界水溶进入土壤后,不但不会污染和破坏土壤土质,还具有明显的土壤改良作用,如增强土壤的团粒性、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,是环境友好型材料。

  广州日报:塑料袋是水溶性,在使用过程中如果遇水怎么办?

  崔跃飞:一开始我们想做热水溶的塑料袋,加温到75℃以上融化。但智利的这家公司坚持要常温水溶的塑料袋,他们认为不存在这种困惑。

  在中国运用还需时日

  广州日报:目前在全世界的应用如何,对环境保护有怎样的意义?

  崔跃飞:海洋污染是严峻问题,每年有800万吨塑料流入海洋,导致海洋生物死亡。实际上,我们现在主要针对海洋性国家区域:这些国家都非常重视,并且有实质的行动。比如,澳大利亚、新西兰、菲律宾、智利等。

  广州日报:这一技术会在中国应用吗?

  崔跃飞:一个新的材料使用环境颠覆了以前的概念,怎么导入市场,让市场接受,让民众认可,还需要时间,也需要一定的力度。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,希望通过后续的技术创新和升级,我们将在第五代技术中实现单价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膜应用领域。

  广州日报:什么力量支持你走下去?

  崔跃飞:其实人一辈子不需要做很多事,只需要把一件事坚持做下去,坚持下去总会有收获。


(责任编辑 :支艳蓉)

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