高分子科技此前报道过: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,正是华南理工大学高级工程师崔跃飞15年来的心血。
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。
崔跃飞
多项研发专利
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。”
印度国际展中,客户在体验水溶购物袋。
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?”崔跃飞教授说,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。
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。
- 华南理工刘伟峰和广东工大邱学青 ACS SCE:溶胀辅助预拉伸制备CNF/LS取向增强PVA复合膜 2024-04-15
- 中国科大李良彬-陈威 Macromolecules:同步辐射原位流延技术探究聚乙烯醇(PVA)溶液成膜过程结晶动力学与干燥机理 2024-02-29
- 清华大学刘静/陈森团队《AM》Editor''s Choice:首个液态金属记忆存储器问世-以神经元极化/去极化方式读写和擦除信息 2023-12-05
- 重庆理工大学杨朝龙教授课题组 Angew:热退火调控芴醇衍生物室温磷光及苯乙烯检测研究 2024-09-05
- 陕科大刘新华/姜慧娥/莫海珍等 Nano Today:天鹅羽毛启发的智能响应型可持续羧甲基纤维素/聚乙烯醇基食品包装薄膜 2024-04-18
- 厦门大学林友辉教授团队 Nat. Commun.:流体诱导排列设计构建多尺度有序结构水凝胶 2024-01-14
- 中科院纳米能源所李舟课题组 Nano Energy:界面诱导高压电γ-甘氨酸可降解柔性薄膜 2023-12-30