可降解材料的科研墾荒之旅

　　近日，東華工程科技股份有限公司(以下簡稱東華科技)和新疆天業(集團)有限公司共同投資成立的東華天業新材料有限公司(以下簡稱東華天業)開發出以全生物降解新材料聚己二酸對苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)為主要原料的新型環保防塵網，而PBAT的研發則是東華科技積極進軍白色污染治理新領域的重要舉措。

　　作為國資央企的一份子，“十四五”期間，東華科技把新材料產業作為戰略布局和科技創新的重點方向，積極投身白色污染治理事業，布局上下游產業鏈。2021年，東華天業成立，建設生物降解材料PBAT項目。同年，中國化學環保研究院(以下簡稱研究院)落戶安徽合肥，把環保綠色新材料作為研發的重要方向之一。至此，該院研發團隊開啟了PBAT高效催化劑的研發之路。

　　自主探索　研發出東華人的催化劑

　　2021年3月，研究院接到一項看起來不可能但必須完成的任務——在1年內完成PBAT高效催化劑的合成工藝改進，實現東華天業全生物降解材料PBAT項目順利投產。

　　PBAT屬于熱塑性全生物降解塑料，是目前生物降解塑料研究中非?；钴S和市場應用前景最好的降解材料之一，可廣泛應用于包裝材料、餐飲用具、衛生用品、地膜等一次性塑料用品。開發和使用新型高效的工業催化劑是提高產品質量、降低成本、實現環境友好工藝的有效舉措，但在工業化應用時，PBAT高效催化劑成為最棘手的問題。當時市場上已有的PBAT催化劑要么轉讓費用過高，要么技術不對外轉讓，同時也無法驗證催化劑的活性和穩定性。

　　“沒有現成的，我們就自主探索，研發出東華人自己的催化劑?！毖芯吭焊痹洪L錢俊說，一年的時間期限，超高的標準讓整個研發團隊備感壓力。從催化劑研發到小試、中試，再到最終應用于工業化裝置生產、成功開車產出合格產品是一系列極為復雜的過程，真正預留給研發團隊的時間只有6個月。同時，催化劑的研發與項目建設同步開展，必須在項目建設工期內完成PBAT高效催化劑的開發及工業化應用。一旦時間耽誤，建設好之后如果無法開工，企業將面臨巨大的經濟損失。

　　開弓沒有回頭箭，既然決定接受挑戰，那就要破釜沉舟。通過大量調研和閱讀技術文獻，在與市面上的各類PBAT催化劑進行大量的對比試驗、并消化吸收行業現有各類催化劑的優點后，東華科技PBAT綠色高效催化劑正式誕生。

　　“與別的催化劑相比，我們自主研制的催化劑有2個優點，一是活性高，二是配置工藝簡單，極大地降低了生產成本?！卞X俊說。

　　鍥而不舍　“咖啡豆”變“雪白珍珠”

　　工業催化劑的開發和實驗室的科學實驗存在巨大區別。在完成了PBAT綠色高效催化劑設計與聚合工藝的探索后，能否成功應用于工程實踐、實現順利開車的目標，成為研發團隊面對的另一個挑戰。

　　2021年6月，東華科技與天業集團在新疆共同建立生物全降解新材料技術創新中心，作為PBAT的中試基地。

　　當時剛從合肥工業大學材料化學工程專業畢業的孫祥斌博士仍然記得首次中試時的場景。PBAT中試是2021年12月1日上午9點開始，從酯化到聚合，一切在緊張有序地進行。每個人的內心都是忐忑的：催化劑有沒有效果?工藝流程能不能打通?最終能不能形成PBAT粒子?一切都是未知。等待產出的過程猶如“開盲盒”，你永遠也不知道產出的粒子是什么樣的。

　　當天晚上11點，歷經了12個小時的等待，當研發團隊看到裝置傳送出一顆顆紅彤彤像“咖啡豆”一樣的顆粒時，心涼了半截。因為優質PBAT粒子最顯著的特征就是通體雪白，顯然這次產出的PBAT粒子并不符合標準。

　　但是對項目負責人劉征來說，這種看起來不盡如人意的結果才是常態，因為它標志著研發團隊首次打通了PBAT中試流程。

　　中試是枯燥的，需要極大的耐心和毅力，隨時可能面臨挫折、失敗及各種風險。從設計方案、正式模擬到經驗總結，一次完整的中試至少需要2到3天。在新疆的6個多月里，研發團隊先后完成了20余次完整的中試。

　　“那段時間令我刻骨銘心。我們每天不斷地調整實驗中各種細微的數據，一次又一次觀察粒子的顏色、測試粒子的性能?！眲⒄髡f。

　　研發團隊從零開始，自己設計方案、自己與設備廠家溝通，自主研發出一套包含冷凍水站和冷水機組的循環水系統，有效地對冷凝器循環水進行了控制，保證了中試的穩定性。

　　2022年3月，經過無數次的聚合試驗，裝置終于成功產出猶如一顆顆橢圓形“雪白珍珠”的PBAT粒子。

　　勇于攀登　迎來榮耀高光時刻

　　2022年6月20日，全生物降解材料PBAT項目一次性開車成功，研發團隊終于迎來了屬于他們的榮耀高光時刻。經過第三方的權威認證檢測，東華科技生產的PBAT粒子無論是色澤還是性能都優于國家標準。

　　“企業的研發和高校研發目標并不一致，高校研發以科技論文和機理研究為導向，而科技公司是以研究出符合預期的產品為目標。”研究院院長、東華科技資深技術總監汪炎說。面對新疆的極端惡劣天氣，研發團隊以創新求實的態度迎戰試驗中出現的各類問題，協調高校、設計、采購等多方資源，自己跑工地、跑項目、跑供應商。

　　目前，東華科技研制的PBAT高效綠色催化劑已獲得一項安徽省科技成果鑒定和一項發明專利授權，同時通過下游改性開發出獨有配方和技術，應用于生活用購物袋和垃圾袋。東華科技一個兼具經濟價值和社會價值的產業發展初現雛形。

　　作者：東華工程科技股份有限公司 劉茜玥 王穎