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作者：记者 倪伟波 来源： 发布时间：2018-9-4 11:6:37
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“这就是我们目前建成的聚乳酸5000吨/年生产线和万吨/年生产线上生产出来的产品，在结晶度、耐热性能等方面已超过美国NatureWorks公司的同类产品！ ”
在万博体育官网-中国足彩网￥app平台:长春应用化学研究所（简称长春应化所）生态环境高分子材料重点实验室研究员陈学思的办公室里，陈学思指着两个颜色鲜艳的塑料器皿中一粒粒椭圆形、半透明材质的颗粒物对记者说。
21世纪的绿色循环材料
塑料诞生以来，给人类社会发展带来了极大的便利。然而，这只是硬币的一面。
塑料不可生物降解，其带来的“白色污染”引起世界范围的关注。目前，世界上有50多个国家（地区）开始“限塑”，甚至“禁塑”。
在绿色环保、可持续发展受到日益重视的今天，塑料能否被替代升级，成为了各国科学家努力研究的焦点。作为一种可降解的新型生物质材料——聚乳酸（PLA）凭借其优异的特性和广阔的应用范围在众多“选手”中脱颖而出。
聚乳酸又叫聚丙交酯，是由可再生的植物资源（如玉米、木薯）经过化学方法合成而得。其在使用后在土壤中填埋，可被自然界中微生物分解成二氧化碳和水，并直接进入土壤有机质或被植物吸收，对环境保护非常有利。
据陈学思介绍，作为一种新型的生物降解材料，聚乳酸具有与生俱来的优势——良好的拉伸强度及延展度、相容性、光泽性和透明度、透气性、透氧性、可隔离气味、抑菌及抗霉性等性能。
这些优异的性能让聚乳酸可以替代石油基的塑料、化纤，在纤维织物、工程塑料、农用地膜、包装材料、汽车和飞机内饰件、医用材料等领域大显身手。
还不止如此。由于聚乳酸在生产过程无污染，产品环境友好，具有“取之自然，回归自然，源源不绝，生生不息”的循环使用特性，因此是科学界和产业界公认的理想的绿色高分子材料。
从“绿地嫩苗”到“枝繁叶茂”
自聚乳酸被开发出来以后，很快便得到了产业界的青睐。美国、日本、德国等发达国家纷纷进入这个新兴领域，抢占产业发展先机。
1999年6月，从美国宾夕法尼亚大学学成回国的陈学思，深感国内聚乳酸产业合成技术的落后，决心攻克这一业界难题。没想到，在这一领域一干便是二十载。
“提及聚乳酸的研究和产业化，其成功的重要原因之一，就是我们和浙江海正集团的合作。”陈学思如是说。
2000年，浙江海正集团正紧锣密鼓筹划海正药业A股上市。彼时，集团董事长、总经理白骅很看好聚乳酸的未来市场，于是主动来到长春应化所商谈合作事宜。当年11月，长春应化所几位科技人员应邀来到浙江台州，向海正集团的相关负责人介绍了相关科技成果，“白骅当场拍板，我们双方就此开展了十几年的合作研发。”
2001年，陈学思与长春应化所加工成型研究组研究员董丽松一起合作开发。“在实验室，我们先做了100克规模的小试，后来逐渐放大，开始自己搭建反应釜继续实验，直至完成实验室合成工艺研究。”陈学思表示。
2004年8月，海正集团、长春应化所及台州市椒江区国有资产经营有限公司等携手成立了海正生物材料公司，陈学思担任总工程师。
可是，从实验室的样品制备到生产线的大批量生产，绝不是一蹴而就的。其间涉及到诸多的生产步骤、技术工艺等无法想象的难题，而且没有成熟的经验和路径可循。
当时，世界上只有美国NatureWorks公司拥有成熟的聚乳酸生产技术和系列聚乳酸制品，并实现了真正的大批量生产、销售。囿于严密的技术封锁，长春应化所团队惟有依靠自主创新，寻求突围。
“万事开头难。”回首多年前的艰辛探索之路，陈学思感慨万千。
在他的带领下，课题组从实验室的合成研究开始，逐步攻克乳酸脱水、低聚、高温裂解、精制、聚合、在线改性、脱挥、造粒全套生产工艺，发明了苯甲酸亚锡系列催化剂、乳酸脱水缩聚导流筒卧式反应器以及具有静态混合功能的塔式聚合反应器，降低低聚裂解温度，提高了收率，缩短聚合时间，解决了单体本体聚合过程中高黏度体系的传质传热问题。
“现在，我们采用的设备泵阀等基本都是自己动手设计和加工的。”陈学思表示。他介绍，由于密封系统既是高真空，又是高温，一旦低于熔融温度的97℃，得到的产品就像冰糖一样凝固，失去流动性。
长春应化所团队就是这样从无到有，从小到大，一步步摸索着向前发展。
“我们还改造了很多泵阀，当时，生产线上的每个环节都会出现意想不到的问题。比如，把产品原料切片拉条，有时做出来要么颜色偏深，要么是原料的纯度不够，产品的分子量不够高。面对困难，我们只有一步步去解决。”忆起产业化过程中遇到的困难时，陈学思坦言。
一分耕耘，一分收获。2005年，长春应化所团队与海正集团联合建成了国内首条聚乳酸中试线；2008年，完成国内第一条5000吨/年聚乳酸产业化生产线的建设、运行和技术优化，并实现稳产，产品质量通过美国、欧洲、日本等国家和地区认证，跻身世界前列。
2009年，双方继续合作开发出第一代耐热改性聚乳酸专用树脂；2010年，又开发了第二代耐热聚乳酸专用树脂及成型工艺；2015年，完成1.5万吨聚乳酸生产线建设，进一步巩固了在聚乳酸产业内的地位。
追赶，并跑，超越。在长春应化所团队坚持不懈的探索中，聚乳酸研究及其产业化这颗“绿地嫩苗”在自主创新的阳光雨露滋润下，日益枝繁叶茂。
扬帆起航正当时
在长春应化所与海正集团的联合研发下，目前已开发出聚乳酸树脂、片材、注塑、吸塑、双向拉伸膜等多个品种，同时，用国产聚乳酸原料作出的包装、壳体、医疗材料器皿和餐具等系列产品，也都具有绿色环保等特点。
从幼小嫩苗到枝繁叶茂，直至参天大树，离不开肥沃的土壤、充足的阳光雨露，而一个产业如果没有宽松的发展环境，同样难以成气候。
随着人们对环境保护的日益重视，以聚乳酸为代表的可降解高分子材料将会逐步取代不可降解塑料产品。环顾世界，如今意大利、法国、美国部分州以及我国吉林省、海南三亚市等都已经实施禁塑，这无疑给聚乳酸产业带来了极大的发展空间。
不过，在陈学思看来，尽管实施禁塑令已有一段时间，但具体执行的效果并不理想。
他认为，一方面是由于这种材料的认知度和应用率较低，另一方面则是政府落实力度不强。为此，他建议，“国家应该在立法、税收、市场准入等方面实施具体且行之有效的举措，同时要加大监管力度，从而真正促使聚乳酸行业快速、健康发展。”
据国际咨询机构预测，未来全球聚乳酸市场将以年均18%的复合增长率增长，预计2020年，全球聚乳酸需求量将达到百万吨以上，市场规模将形成千亿级的产业。
基于此，以“绿色环保”为特色的聚乳酸将获得前所未有的发展机遇。“下一步就是要进一步规模化，扩大生产，共同合作建立5~10万吨聚乳酸生产线，并在聚乳酸下游产品应用进行技术合作，推出挤片、注塑、薄膜、纤维等多个种类的聚乳酸专用树脂牌号。”面对新的发展形势，陈学思已然成竹在胸。■
《科学新闻》 (科学新闻2018年8月刊 硕果)
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