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上海民营企业升级版“玉米塑料”勾勒低碳产业链
2010-10-11 来源:中国聚合物网
关键词:聚乳酸 生物燃料 乙醇
   几天前,世博会上海民营企业联合馆里举办了一场特别的时装秀。T台上,模特穿的内衣、T恤虽然样式普通、色彩一般,可那温润爽滑的质感叫人忍不住想伸手触摸,好似身体的第二层皮肤。
  观众们恐怕很难将T台上的时装与杯碗瓢盆等塑料制品联系起来。但一旁的产品说明上明明白白写着,它们与几年前诞生于上海的“玉米塑料”本是“同根生”——玉米、木薯、甜高粱,甚至被人丢弃的稻草、秸秆,都是纺纱织布的原料。
  从当年的可降解餐具到如今的绿色纤维,“玉米塑料”正被植入工业生产和日常生活越来越多的领域,一项大学实验室的发明经过5年的市场孵化,正逐步牵出一个光芒乍现的绿色新兴产业。
  土里来土里去,衣服“春风吹又生”
  用玉米或是木薯、甜高粱等做衣服,乍一听很玄乎。其实,这其中有个关键的中间环节,即从这些农作物中提取乳酸,经过特殊聚合反应生成聚乳酸颗粒。2006年,上海同杰良生物材料有限公司经过自主研发率先打破国外垄断,走通了“玉米-乳酸-聚乳酸”的关键一步,国产“玉米塑料”诞生。
  从聚乳酸出发,可生出多条岔路,制成五花八门的塑料制品、纺织品或医用材料。同杰良首先把聚乳酸做成餐具及日用品,作为泡沫餐盒——“白色污染”的终结者。不过,若只盯着塑料制品,聚乳酸未免“大材小用”。面对石油枯竭的危机,化纤亟需寻觅可再生的绿色“接班人”。
  在上海市科委支持下,同杰良联合市纺织科学研究院、纺织控股集团、东华大学、江浙纺织企业等,历经4年,探索出聚乳酸应用的第二条路——纤维及其织物。聚乳酸纤维的整个生命历程恰好构成一个周而复始的环:把它埋入土中两三年后强度会消失,如果与其他废弃物一起堆埋,几个月后便会在微生物作用下分解成水和二氧化碳,变成农作物生长所需的营养。也就是说,“种”出来的衣服终将回归泥土,“春风吹又生”。
  聚乳酸纤维不仅触感柔滑、导湿、透气,更能为人体解忧——通常,皮肤的pH值约在5.5至6.5之间,而聚乳酸纤维恰好也呈弱酸性。秋冬季节,有些人因皮肤酸碱失衡而瘙痒难耐,穿上聚乳酸纤维内衣,便可抗菌止痒。
  不过,对于需要反复穿着、洗涤的服装而言,可降解既是优点也是应用难点。同杰良公司董事长、同济大学教授任杰告诉记者,目前的聚乳酸纤维耐热性差,不适合经常熨烫,因此更适合做内衣面料;在后续整染过程中,它遇到碱性环境易降解,还难染成五颜六色,仍需继续攻关。
   不与人争粮,“玉米塑料”升级为“生物质材料”
  在“玉米塑料”诞生之初,全球每年的玉米库存高达上亿吨。如今,随着生物燃料尤其玉米乙醇的蓬勃发展,玉米变得炙手可热。同杰良意识到,以玉米作为单一原料生产聚乳酸不仅成本看涨,甚至可能与人争粮,危及粮食安全。
  于是,在同济大学材料与工程学院的实验室里,“玉米塑料”不断进行着升级。先是木薯、甜高粱等非粮作物,然后是稻草、秸秆等农业废弃物,一个个成了“玉米塑料”的原料。如今,由非粮作物发酵制备乳酸的工艺已在安徽、河南等地用于生产,“农业废弃物-糖-乳酸”的技术路线也已走通,只是成本还相对较高。
  一边是日益丰富的原料来源,一边是花样频出的产品应用,“玉米塑料”的名字显得有些过时了。作为主要发明人,任杰更愿意称之为“生物质材料”,它的背后,是一个巨大的低碳产业。
  目前,同杰良在杨浦区建有一家百吨级聚乳酸的中试工厂,从上游企业购买乳酸原料,再用其独有的“一步法”合成聚乳酸颗粒。不久,在靠近原料来源的安徽马鞍山,一座万吨级聚乳酸工厂即将建成,开发聚乳酸纤维实则也是为放大百倍的产能寻找新的应用领域。
  任杰说,一旦稻草、秸秆提取乳酸的工艺成本达到产业化要求,在聚乳酸工厂的隔壁,还将兴建一座非粮来源的乳酸工厂,彻底摆脱对于玉米的依赖。
  吸碳减排,聚乳酸“拼”出低碳世界
  如果说可降解的“玉米塑料”被更多人理解为一项应对“白色污染”的创新技术,那么,聚乳酸产业的发展将构筑一个吸碳减排的低碳世界:种植非粮作物,能吸收大量二氧化碳;利用农业废弃物,可避免焚烧引发的大气污染;所有聚乳酸产品都能轻松回归大自然。
  不夸张地说,有了塑料、纤维两类基本“零件”,聚乳酸几乎可以“拼”出“整个世界”——小到垃圾袋、尿不湿、手机和电脑外壳,大到汽车与飞机零件,甚至植入人体的骨钉、缝合线。
  在同杰良努力打造的聚乳酸世界里,“拼图”轮廓日渐清晰。除了各式各样的日用塑料品,它开发的聚乳酸纤维已与天丝、莫代尔等价格相当,制成的高档内衣前景看好;普通无纺布购物袋只是能反复使用,而聚乳酸纤维织出的无纺袋真的可以“入土成灰”,颇受世博游客青睐。
  聚乳酸的故事似乎讲不完,同杰良身后的大学实验室已把目光投向了未来5-10年。任杰透露,研究团队正与美国波音公司合作开发飞机内饰件——经过修饰改性的聚乳酸纤维与天然麻纤维混合,拥有优越的阻燃性能,即便意外起火,燃烧物也不易滴落,不会产生令人窒息的有毒气体。
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(苒儿)
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