新農(nóng)膜材料邁向世界先進(jìn)
November.2
中國(guó)化工報(bào)
“我們領(lǐng)銜研發(fā)的農(nóng)膜新材料在開發(fā)和產(chǎn)品應(yīng)用方面取得令人振奮的突破。開發(fā)出國(guó)際先進(jìn)的超薄高強(qiáng)高韌生物降解地膜新材料，完成生產(chǎn)放大，地膜田間應(yīng)用效果非常好，使水稻等作物增產(chǎn)20%;多功能棚膜使用壽命長(zhǎng)，可幫助農(nóng)民節(jié)約支出，提升作物產(chǎn)量。該技術(shù)被評(píng)為國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃基礎(chǔ)材料專項(xiàng)2017年標(biāo)志性成果?！?0月24日，中國(guó)石化上海石油化工研究院首席專家王洪學(xué)博士向媒體介紹了他們?cè)诟叨宿r(nóng)膜材料研發(fā)國(guó)家項(xiàng)目上取得的進(jìn)展。
2017年中國(guó)農(nóng)膜總產(chǎn)量達(dá)到290萬(wàn)噸，世界第一，但中低端產(chǎn)品市場(chǎng)占有率高達(dá)90%,高端農(nóng)膜產(chǎn)量低，性能還處于國(guó)際跟跑水平。為提高重點(diǎn)基礎(chǔ)材料的技術(shù)水平，科技部2016年首批國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃專門設(shè)置了農(nóng)膜新材料項(xiàng)目。以此為契機(jī)，王洪學(xué)作為項(xiàng)目負(fù)責(zé)人組建了以上海院為牽頭單位，清華大學(xué)、中國(guó)科技大學(xué)、中科院長(zhǎng)春應(yīng)化所、白山喜豐塑業(yè)、上海弘睿生物和浙江海正生物共同參與的項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)，承擔(dān)了這一國(guó)家級(jí)農(nóng)膜項(xiàng)目。
“不可降解地膜的使用造成土地污染，生物降解地膜是解決這一問題的有效途徑，但其產(chǎn)業(yè)化及推廣進(jìn)展緩慢。我們分析了其中的原因，一是成本過高，二是性能不足，在田間應(yīng)用時(shí)降解速度太快，使用壽命不能根據(jù)作物生長(zhǎng)周期進(jìn)行調(diào)控，且地膜強(qiáng)度和韌性都較低，難以滿足機(jī)械鋪膜的要求?！蓖鹾閷W(xué)說。
要解決成本高的難題，制造低成本的生物降解原料是關(guān)鍵。自然界中有許多微生物都能合成一種生物降解材料——聚羥基脂肪酸酯。這種材料降解快，但成本高。清華大學(xué)陳國(guó)強(qiáng)教授團(tuán)隊(duì)利用嗜鹽微生物，通過先進(jìn)的基因工程技術(shù)，開發(fā)出聚羥基脂肪酸酯低成本生產(chǎn)新技術(shù)。
“但將這種降解原料真正做成地膜卻非常困難。其加工溫度窗口窄、熱穩(wěn)定性差，無(wú)法加工成地膜，且力學(xué)強(qiáng)度低，達(dá)不到地膜的使用要求?！蓖鹾閷W(xué)表示。面對(duì)材料本身的巨大挑戰(zhàn)，研究團(tuán)隊(duì)通過高分子改性技術(shù)創(chuàng)新，開發(fā)出先進(jìn)的生物降解地膜新材料。其使用壽命可根據(jù)作物生長(zhǎng)需求調(diào)節(jié)，地膜強(qiáng)度提升實(shí)現(xiàn)了機(jī)械鋪膜，同時(shí)通過降低膜厚度可減少農(nóng)民開支，有助于解決因價(jià)格高而用不起的問題。未來，按30%替代比例估算，使用新型生物降解地膜可減少近億畝耕地的污染，節(jié)省地膜回收費(fèi)用百億元，年減少碳排放20多萬(wàn)噸。今年7月，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部把全生物降解地膜替代技術(shù)列為十項(xiàng)重大引領(lǐng)性農(nóng)業(yè)技術(shù)。
在生物降解地膜研發(fā)的同時(shí)，上海院帶領(lǐng)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)開展了高功能、長(zhǎng)壽命棚膜的開發(fā)，在棚膜多項(xiàng)功能“永久”化上取得突破，開發(fā)出多種新型高功能棚膜專用料，同時(shí)還降低了棚膜的生產(chǎn)能耗和空氣污染。新型棚膜不僅幫助農(nóng)戶一次投入就能獲得加倍的使用期，還可節(jié)省中途換膜的人工成本，并提升作物產(chǎn)量，實(shí)現(xiàn)作物提前上市，增加農(nóng)民收入。
“上海院牽頭的農(nóng)膜項(xiàng)目幫助喜豐公司提升技術(shù)實(shí)現(xiàn)了提質(zhì)增效?！表?xiàng)目合作單位喜豐塑業(yè)技術(shù)負(fù)責(zé)人表示，新型生物降解地膜專用料加工性良好，無(wú)須改造設(shè)備即可在公司多條生產(chǎn)線上直接放大生產(chǎn);“永久性”功能聚烯烴專用料在多層共擠生產(chǎn)線上一次試車即順利產(chǎn)出合格的長(zhǎng)效多功能復(fù)合棚膜，其防霧滴、防塵持效期較原產(chǎn)品增加一倍以上，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。
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