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南京新研机构打破国外技术垄断助力“白色污染”治理

花匠小妙招
2024-11-05 00:48

　　记者近日获悉，扬子江生态文明创新中心先进生物基材料研究所、南京全凯生物基材料研究院，基于中国工程院院士、南京大学教授张全兴团队10余年潜心研究成果，自主开发了生物基高效复合催化剂以及高产率丙交酯合成装备。这意味着，以聚乳酸为代表的生物可降解材料产业化过程中的关键技术问题，实现了重大突破、打破了国外技术垄断。

南京全凯生物基材料研究院自主开发的生物可降解塑料制品。南报融媒体记者马金摄

　　推广使用生物可降解新材料制品，是治理“白色污染”的良方。聚乳酸，就是一种非常重要的生物可降解新材料。然而，生产聚乳酸的关键原料丙交酯及生产技术大都掌握在国外企业手中，我国缺乏自主知识产权的成套技术。

　　“双碳”目标下，生物可降解材料因其全生命周期减碳优势，受到了前所未有的关注。以一次性餐具、购物袋、农地膜等广泛使用的塑料制品为例，其材料可分为生物基材料和石油基材料。生物基材料具有传统石油基材料不具备的绿色、环境友好、原料可再生以及可生物降解的特性，未来有望有效替代传统石油基材料。

　　“2010年，我就在南京大学组建了生物材料研究室，目的是合成生物基可降解材料，来代替石油基塑料等不可降解材料。”张全兴告诉记者，11年来，他带领团队专注于生物可降解材料——聚乳酸材料合成关键技术的基础研发，在相关领域的权威刊物上发表了多篇文章，并获授权中国发明专利30余件，具备了一定基础研发实力，“特别是2018年，南京大学和南京市政府共同组建了新型研发机构南京全凯生物基材料研究院。依托这个平台，我们团队进一步集聚科研力量，大大加快了研发速度。”

　　张全兴介绍说，聚乳酸材料合成过程中，最关键的一环就是中间体丙交酯的合成。而丙交酯的工业化合成难度相当大，合成过程会产生聚合、消旋化、水解等副反应，如果控制不好，合成效率会大幅下降，生产成本会大幅增加。这项技术长期被国外企业垄断，成为国内聚乳酸产业发展的“卡脖子”问题。“全凯生物基材料研究院建立后，在原有基础研发的有力支撑下，研发团队持续刻苦努力，使得丙交酯合成技术有了重大进展，虽然不能说完全突破，但重大技术问题已经突破、得到基本解决。”张全兴说。

　　记者了解到，全凯生物基材料研究院积极推进聚乳酸材料产业化，已建立百吨级/年的丙交酯、聚乳酸放大生产示范线；研发的生物基高效复合催化剂成功应用于河南金丹万吨级丙交酯项目，目前已能稳定产出合格丙交酯产品。同时，该研究院还在积极建设聚乳酸合成装置，开发聚乳酸在医药方面的高附加值应用。

　　相关分析认为，未来在一次性餐具、一次性塑料袋、农用地膜和包装用塑料薄膜等重点应用领域，生物可降解材料拥有巨大的产业发展空间。“生物可降解塑料的终点并不是堆肥降解，而是回收进行可持续的循环，节约能源资源，促进绿色低碳发展，助力实现‘双碳’目标。”全凯生物基材料研究院相关负责人说。（融媒体记者马金通讯员相斌）

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