華工教授發明“遇水即溶”塑料袋 36個專利為全球“禁塑”提供新思路

在智利首都聖地亞哥的一場新聞發佈會上,智利SoluBag公司總經理羅貝託·阿斯泰特一遍遍地演示著口服水溶塑料袋,引起來自全球800多家媒體爭先恐後的拍攝。


華工教授發明“遇水即溶”塑料袋 36個專利為全球“禁塑”提供新思路


這並不是開玩笑。一項來自中國的技術,為智利乃至全球“禁塑”提供了一種新解決思路。這項引起全球關注的技術,正是華南理工大學教授崔躍飛15年來的心血。

水溶塑料袋發明者崔躍飛,從一個公文包裡小心翼翼地取出幾沓歸好類的塑料袋,他從中抽出一張塑料袋,一面演示它的“遇水即溶”的效果,一面謹慎地說:雖然製造塑料袋使用的材料聚乙烯醇對身體沒有危害,但塑料袋不是食品,不鼓勵食用。

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他一邊說,一邊用舌尖舔舔塑料袋,瞬間塑料袋就融化在他的嘴裡。崔躍飛這十多年來,差不多都耗在這個塑料袋上。

崔躍飛可謂在高分子材料領域摸爬滾打了一輩子。1985年,他從華南理工大學材料學專業畢業後,就留校做研究。不過,他轉向研究塑料很偶然。20世紀90年代,崔躍飛組建了自己的研究團隊,剛好那一年,接到一個開發機場通道地板膠的研究項目。這個契機,讓他走到了改性塑料材料這一門道。

只是,後來他發現這條路很艱難。


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“從那時起,就沒有時間寫論文了。”崔躍飛說,大部分精力都用在專利技術的開發上。目前,他申請的專利有50多個,是學校里名副其實的“專利”教授。就這次塑料袋的發明,就有36個專利,形成了一個專利池。

崔躍飛的想法很務實:“專利更貼近實際應用。”作為一個60後,崔躍飛說:“從小受到的傳統教育較多,講求‘家國情懷’,既然學了這個專業,就要做一點對社會、國家甚至人類有點意義的事。”


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20世紀90年代,正是中國經濟大發展的時期,對塑料材料的需求也是暴漲,機會很多。崔躍飛說,“一年要做完三五個項目”。不過同時,崔躍飛也意識到一些潛在的問題。到了2002年左右,一些大型電器企業,每年塑料的用量都有幾萬噸。“他們都找我們做研究,想尋找材質好成本又低的塑料。”崔躍飛說,“其實,很難兩者兼顧,只能添加一些不太環保的低廉原料。”

崔躍飛意識到:企業間的這種材料競爭,既不符合社會發展的趨勢,也會讓技術走進了“死衚衕”。他敏銳地覺察:“做環保材料才是突破口。”從那時開始,他主導團隊開始轉向研發環保材料。

有了明確的方向後,崔躍飛就開始動手研究水溶性材料,也就是現在研發的這款塑料袋的基本材料。從2002年開始,中間的研發用了八年時間,完成了技術驗證試驗。


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“時間說長也不算長,說短也不短”,崔躍飛說,其間走過了不少彎路,跳過的“坎”,都是分分鐘讓人產生放棄的念頭。

首先繞不過的就是研究經費的問題,崔躍飛說,“沒有伸手向國家要一分錢”,都是靠以前做產品研發積累的一點資金。剛開始還走了一段彎路,“花了三年的時間、資金、精力來證明了一條走不通的路”。

前後試驗500種原料

“當然,不撞牆也不知道要堅定地走另外一條路。”崔躍飛笑道。

一開始,陷入在傳統塑料加工的思維裡沒出來。“PVA(中文名:聚乙烯醇)是我們塑料袋的主要材料,它的熔點是220~230℃。如果按照傳統塑料加工,要加熱到220~230℃之間再進行加工。”崔躍飛沒想到:“這個材料加溫到180℃就開始分解,到190℃以上不但分解還會產生劇烈的交聯,結果整個設備被黏住完全不能動了。”

“要換一套思維重新來!”崔躍飛說,這就需要另外一套技術方案,把它變成像塑料一樣的東西繼續加工。“怎麼能實現給它加溫不到180℃就能流動,再進行加工?”崔躍飛說,這是當時最大的難點。因此,他們找來一些原料與PVA進行匹配,然後通過模擬計算進行篩選。在試驗了各種原料後,他們終於找到幾個合適的“夥伴”。


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新問題又出現了:這些能匹配的原料當中,有一些是有毒的,不符合環保要求。因此,他研發的第一代和第二代水溶性塑料袋,並沒消除這一“硬傷”。要解決這一問題,只能繼續做實驗,尋找材料。“最後逐漸找到無毒無害的原料把那些有毒的原料全部替換掉”。崔躍飛說:“前前後後,大約試了500種原料。”直到2008年,在材料的研發上,才算是大功告成。

崔躍飛當時並沒有想到,在這個項目上自己是第一個“跑到終點”的人。因為,在全世界範圍內,尋找環保的塑料材料是大家都看好的方向。就在崔躍飛埋頭實驗的時候,不只國內的幾家研究團隊,還有意大利、日本等國家都在想方設法進行技術攻堅。


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智利青睞中國技術

崔躍飛這些年一直在做科研成果轉化,對技術的“落地”週期有一定的心理準備,但長時間的等待仍是崔躍飛沒有想到。

直到2015年,崔躍飛在學校偶遇聚石化學股份有限公司的總經理楊正高,雙方決定合作。

“雙方約定,項目進行孵化的前期投入,包括場地、人員、設備、原料、相關測試、認證等投入全部由公司負責,合作孵化期間,由我們保留部分關鍵性的專利技術和關鍵性原料。”

運氣總是青睞有準備的頭腦。2016年4月,第一批中試量產原料產品生產出來,終於成功了。此時,正好遇到智利Solubag公司的羅貝託·阿斯泰特。他們其實已經在中國尋找這種材料兩年多。崔躍飛預感到,他的這一技術極有可能改變一個產業的命運。

他介紹,現在中國生產的PVA原料,生產技術是從日本轉讓中國,當時中國還處在物資貧乏的年代,這種材料用來做維尼龍,製成襪子、汗衫,解決中國人的穿衣問題。後來,隨著化纖技術的發展,大家就不用維尼龍了,直接導致產能過剩。

所有的維尼龍廠,都在尋找出路。“這次,就是一個很大的機會。”崔躍飛越講越興奮:“如果做成環保產品,很快就能把產業鏈提升上來了。”

對解決海洋塑料汙染有重大意義


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