本报讯 (通讯员 杨芳 记者 施红艳)1月8日,由新利18彩票 生物与制药工程学院院长郭凯教授主持的“基于微流场反应技术的生物基无毒增塑剂及其衍生物连续绿色制造”项目,在2017年度国家科学技术奖励大会上获得国家技术发明二等奖。据了解,目前高端市场上绝大部分的高品质增塑剂及其下游产品的连续生产,都得益于该项目中的核心技术。
众所周知,塑料制品与我们的生活息息相关,而生产塑料制品,最关键的,还得靠增塑剂。“增塑剂能够改变塑料又硬又脆的特性,使得塑料具有柔韧性,便于弯曲制作成品。”郭凯介绍,由于技术和成本等因素,市场上很多塑料制品都使用了含有毒性的传统增塑剂,而美国FDA和欧盟认证的两类无毒增塑剂柠檬酸酯类及环氧植物油类产品还没有在国内大范围使用,其中主要的原因,与生产企业技术水平普遍较低、产品品质低、生产存在安全隐患等有关。
面对这样的状况,郭凯带领团队开始深度研究。据了解,百微米尺度的传统微通道反应器每年只能生产百公斤至吨级增塑剂,难以满足生产及市场需求,而厘米级管径的反应器每年能生产万吨。“微流场反应技术规模化工程应用,这其实是一个国际难题,因为传统微通道反应尺度在百微米级别,一旦尺度扩大,就会导致复杂有机化学反应体系微流场效应丧失。”团队骨干方正副教授告诉记者,“我们革新了传统的釜式生产模式,在生物基无毒增塑剂生产中采用了微流场管路式反应器,通过构建合适流场结构,在保持微流场效应的同时,拓展尺度至厘米级别,实现连续化安全生产,产品品质也得到了显著提高,有效地解决了工程化问题。”
“相较传统化工技术,我们开发的微流场反应技术可以将超过百吨的反应装置缩小至几十升,实现装置体积千倍的缩小,以‘桌面工厂’的模式实现传统大型化工生产过程,大幅提升过程的安全性;同时,可以数千倍地提升反应速度,将化工反应由十几小时缩短到数十秒钟,可降低能耗40%以上。”郭凯介绍,“此外,微流场反应技术可以大幅提升化工反应选择性,降低污染排放50%以上。”
在经过多年的技术攻关,突破了尺度放大与尺度效应难以同步、多单元系统集成困难、高效工程装备缺失等技术瓶颈后,研究团队终于在江苏雷蒙化工科技有限公司、江苏向阳科技有限公司、张家港市飞航科技有限公司实现了基于微流场反应技术的高品质增塑剂(柠檬酸酯产品、环氧脂肪酸甲酯产品)及增塑剂下游产品(生物基聚氨酯硬泡多元醇产品)的连续化生产。
据了解,目前,生产的低成本、高品质柠檬酸酯等产品已通过中国、美国、欧盟等国内外权威机构认证,并已占取高端市场95%份额。
2018年1月12日《江苏科技报》:http://y.yzinter.com/jskjb/epaper/2018-01-12/249832.html