這個夏天充足的水肥日照,讓位于南京六合河王湖畔中華茉莉谷里的野茉莉們也“鉚足了勁”,正在為了下一季的綻放而努力汲取養(yǎng)分。70公里外的南京林業(yè)大學,化學工程學院博士后談繼淮正帶領(lǐng)科研團隊從上個...
這個夏天充足的水肥日照,讓位于南京六合河王湖畔中華茉莉谷里的野茉莉們也“鉚足了勁”,正在為了下一季的綻放而努力汲取養(yǎng)分。70公里外的南京林業(yè)大學,化學工程學院博士后談繼淮正帶領(lǐng)科研團隊從上個盛花期后遺留下的野茉莉籽中提取“寶貝”。 “這更是一朵‘金’色的茉莉花,通過我們的技術(shù),野茉莉籽油‘變身’制備高端生物質(zhì)增塑劑的重要原料,不僅可以做到無毒化、綠色化,更將原料成本直接砍掉了七成。”談繼淮說。
談繼淮口中的增塑劑又稱塑化劑,是一類能夠改善高分子材料柔韌性、可塑性、加工性、拉伸性等特性但不改變其化學組成的材料共性關(guān)鍵助劑,被廣泛應(yīng)用于航空航天、醫(yī)用器械、汽車制造、薄膜、食品包裝、涂料和電氣絕緣等多個領(lǐng)域。
“這是一類已經(jīng)被證實對人體產(chǎn)生致癌或致畸風險的增塑劑。”談繼淮表示,“許多國家都將此列入了‘黑名單’。”開發(fā)能完全替代鄰苯二甲酸酯的高端生物基增塑劑核心制備技術(shù)已成為我國塑料產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量、可持續(xù)發(fā)展的重大戰(zhàn)略需求。
談繼淮從碩士研究生開始一直致力于國產(chǎn)高端增塑劑的研發(fā)。“傳統(tǒng)增塑劑行業(yè)亟需找到更環(huán)保、更健康的‘綠色’接班人。我們將目標對準了完全可再生的生物質(zhì)資源,從中提取具有生物降解性和優(yōu)良塑化性能的生物基增塑劑。”
可制備生物基增塑劑的來源比較廣泛,綜合經(jīng)濟、環(huán)保、健康等多重維度,談繼淮帶領(lǐng)團隊先后嘗試過蓖麻油、米糠油、妥爾油、橡膠籽油……經(jīng)過上千次的實驗,篩選出數(shù)十種油脂,或因成本太高,或不符合健康和環(huán)保要求,效果都差強人意。
直到一個偶然的契機,南京林業(yè)大學林學院喻方圓教授找到課題組。喻方圓教授長期帶領(lǐng)南京林業(yè)大學茉莉花產(chǎn)學研平臺與中華茉莉谷共建了茉莉花種質(zhì)資源基因庫基地。經(jīng)過十多年的建設(shè),目前這里有30萬株花苗、匯集了600余份茉莉花種質(zhì)資源,是南京名副其實的茉莉花“基因庫”。
“我們希望打造的是一個‘茉莉花+’的全產(chǎn)業(yè)鏈,除了賞花采蜜,還可以把茉莉樹脂制成藥、葉子做成茶,從花中提取的有效成分還可以做成防曬霜。”喻方圓教授說。但長期以來,就野茉莉在盛花期后留下的大量花籽,團隊始終沒有給找到適合的“出路”。
“我們做了一個小實驗,發(fā)現(xiàn)野茉莉籽中的含油量非常高,大概在40%左右。”南京林業(yè)大學林產(chǎn)化學與加工工程專業(yè)博士生余敏說,“或許可以嘗試一下用野茉莉籽作為生物基增塑劑的制備原料。”
團隊將花籽經(jīng)化學反應(yīng)后提取出種子油,加入特種醇醚,并首創(chuàng)了多羧酸醚酯結(jié)構(gòu),建立了增容基團與材料相互作用的機制,成功確定影響植物基增塑劑相容性的關(guān)鍵因子,發(fā)明出結(jié)構(gòu)和性能可調(diào)的新型植物油基增塑劑體系,建立分子動力學模型。這樣一來,材料的增塑性能可提升300%,抗遷移性提升600%,而原料成本則下降了至少70%。
“最關(guān)鍵的是,在整個制備過程中我們創(chuàng)制了高效循環(huán)的催化劑。”南京林業(yè)大學材料與化工專業(yè)研究生齊維君解釋,“傳統(tǒng)的催化劑,使用一次就要加一次的堿進行中和,而我們的工藝能夠?qū)崿F(xiàn)多次循環(huán)、重復(fù)利用,在保證產(chǎn)物高純度的同時,也能最大程度降低生產(chǎn)過程中‘三廢’的排放量。”
目前,談繼淮帶領(lǐng)的這支由南京林業(yè)大學化學工程學院研究生組成的科創(chuàng)團隊已申請專利16項,產(chǎn)品在全國12家企業(yè)進行推廣,首獲訂單1600余萬元。
1畝地可以產(chǎn)出近300斤的野茉莉籽油,1噸油可運用于2.5噸增塑劑產(chǎn)品的制作……談繼淮給我們算了一筆賬,“全國預(yù)計可供30萬噸/年的油量,這樣至少能夠產(chǎn)出75萬噸的高端生物質(zhì)增塑劑,差不多和全年的進口量齊平,真是一朵香飄萬里的‘金’茉莉!”
通訊員 方彥蘅 雷蕾 孔璋倩
揚子晚報/紫牛新聞記者 楊甜子
校對 盛媛媛
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