我國(guó)科學(xué)家成功解決松脂深加工技術(shù)瓶頸
2009-02-25 來(lái)源:中國(guó)聚合物網(wǎng)
關(guān)鍵詞:松脂深加工 變色因子 不穩(wěn)定共軛雙鍵
松脂大國(guó)的長(zhǎng)期困惑
我國(guó)是松樹資源大國(guó),擁有松林面積1600萬(wàn)公頃,年可采脂200多萬(wàn)噸;中國(guó)是松脂出口大國(guó),2007年松脂產(chǎn)量約95萬(wàn)噸,其中松香70多萬(wàn)噸、松節(jié)油10多萬(wàn)噸,出口松香35萬(wàn)噸,均居世界首位。
松脂作為一種可再生資源,用途很廣,松香松節(jié)油具有400多種用途,被廣泛應(yīng)用于膠黏劑、能源、合成橡膠、醫(yī)藥、印刷、造紙、電子、食品等行業(yè)。松香深加工產(chǎn)品曾在神舟5號(hào)飛船中得到應(yīng)用。
但松香、松節(jié)油容易氧化、聚合、變色、變質(zhì),難以滿足市場(chǎng)對(duì)高品質(zhì)松香、松節(jié)油深加工產(chǎn)品的需求。如何從根本上消除松香結(jié)構(gòu)中的變色因子,使松香無(wú)色化、穩(wěn)定化?這個(gè)技術(shù)難題一直困擾著我國(guó)林化行業(yè)。
面對(duì)難題,項(xiàng)目組專家開展了松香無(wú)色化機(jī)理研究,從松香、松節(jié)油原料出發(fā),通過(guò)分子結(jié)構(gòu)的異構(gòu)、轉(zhuǎn)化、加氫等技術(shù),使高活性結(jié)構(gòu)改性成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)后再深加工利用,獲得了高穩(wěn)定深加工系列產(chǎn)品。
我國(guó)專家的獨(dú)特創(chuàng)新
項(xiàng)目組專家將化學(xué)改性方法及精制、提純等物理手段綜合應(yīng)用于松香改性處理中。他們的目的是:消除松香分子中的主要變色因子——不穩(wěn)定共軛雙鍵,實(shí)現(xiàn)松香產(chǎn)品的無(wú)色化、穩(wěn)定化,獲得透明、穩(wěn)定的無(wú)色松香。利用復(fù)合功能催化劑具有的抗氧、漂白、異構(gòu)及酯化等功能作用,將原料松香直接轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂蟹(wěn)定結(jié)構(gòu)的松香樹脂,再利用助劑吸收氧、分解氧化過(guò)程中產(chǎn)生的過(guò)氧化氫、屏蔽紫外線等系列作用,達(dá)到淺色、穩(wěn)定的目的,從而制得無(wú)色松香樹脂。此方法無(wú)需高壓設(shè)備,工藝簡(jiǎn)便,成本低。
據(jù)項(xiàng)目組專家介紹,合成環(huán)氧樹脂的常規(guī)方法是采用石化原料,以甲苯為溶劑,在堿水環(huán)境下合成,其工藝復(fù)雜、副反應(yīng)多、產(chǎn)率低,只達(dá)80%~85%。本項(xiàng)目以生物質(zhì)資源替代石油資源合成特種耐候環(huán)氧樹脂,突破了無(wú)溶劑、無(wú)水環(huán)境下合成環(huán)氧樹脂的關(guān)鍵技術(shù),避免了水解等副反應(yīng),工藝簡(jiǎn)便、產(chǎn)率高,達(dá)95%以上,F(xiàn)在,耐候性環(huán)氧樹脂已在我國(guó)電工行業(yè)得到廣泛應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)替代進(jìn)口30%~40%。利用此環(huán)氧樹脂制造的戶外電氣絕緣件、互感器已在我國(guó)電網(wǎng)中正常運(yùn)行了5年多。
專家介紹說(shuō),現(xiàn)有松節(jié)油穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的氧化方法中,必須使用純氧在大反應(yīng)釜中進(jìn)行間歇氧化,能耗高、效率低、危險(xiǎn)性大。本項(xiàng)目以空氣代替純氧,采用創(chuàng)制催化劑,增加了氧分子的活性,提高了反應(yīng)速度,實(shí)現(xiàn)了連續(xù)化生產(chǎn),能耗低、效率高、安全性強(qiáng)。
項(xiàng)目發(fā)明的一體化技術(shù),一改以往采用絕對(duì)無(wú)水或液氨及金屬鈉等極端條件制備松節(jié)油類香料的方法,使松節(jié)油香料的合成反應(yīng)與產(chǎn)物的分離提純?cè)谕惑w系中完成,而乙炔化新技術(shù)則以固體堿和乙炔為原料,在零下10℃~0℃下反應(yīng),比用液氨(反應(yīng)溫度為零下33.35℃)節(jié)能40%以上,工藝簡(jiǎn)單,安全環(huán)保。
初加工產(chǎn)品長(zhǎng)期出口局面改變
通過(guò)項(xiàng)目的實(shí)施與研究,獲得國(guó)家授權(quán)專利4項(xiàng),取得省級(jí)鑒定成果3項(xiàng),制訂新產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)10項(xiàng),發(fā)表研究論文27篇,其中EI收錄11篇,造就了骨干力量,培養(yǎng)了大批碩士與博士研究生,形成了穩(wěn)定的創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)。
通過(guò)創(chuàng)新和集成,解決了松香松節(jié)油結(jié)構(gòu)穩(wěn)定化及其深加工利用的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題,提高了松香松節(jié)油深加工利用的品質(zhì)。經(jīng)過(guò)推廣應(yīng)用,松香松節(jié)油深加工利用率整體提高10個(gè)百分點(diǎn),為我國(guó)生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展起到了積極的示范作用。開發(fā)了5套產(chǎn)業(yè)化技術(shù):無(wú)色松香產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)、無(wú)色松香酯系列產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)、特種耐候環(huán)氧樹脂生產(chǎn)技術(shù)、松節(jié)油類香料加氫和氧化技術(shù)、松節(jié)油類高級(jí)香料一體化及乙炔化合成技術(shù)。這些技術(shù)已分別在湖南株洲松本林化、廣東華林化工、南京大自然精細(xì)化學(xué)品、江蘇洪澤宏富工貿(mào)等單位推廣應(yīng)用,建立了中試示范生產(chǎn)線8條,產(chǎn)能每年7000噸。建立了3個(gè)產(chǎn)業(yè)化示范基地,相關(guān)技術(shù)已輻射到吉林等地,并與廣西梧州松脂、廣東松林香料、海南五指山集團(tuán)、浙江省松陽(yáng)縣科技局等簽訂了技術(shù)合作協(xié)議,建立起了行業(yè)區(qū)域性技術(shù)中心,實(shí)現(xiàn)了行業(yè)技術(shù)跨越,改變了長(zhǎng)期出口初加工產(chǎn)品的局面,發(fā)揮了松脂作為生物質(zhì)可再生資源的優(yōu)勢(shì),有利于推動(dòng)松脂產(chǎn)業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整和優(yōu)化升級(jí),符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。
隨著成果和技術(shù)的進(jìn)一步推廣應(yīng)用,預(yù)計(jì)不久的將來(lái),可有效開辟每年10萬(wàn)噸松香市場(chǎng),相當(dāng)于提供5萬(wàn)多個(gè)就業(yè)崗位,收入約5億元,折合崗位人均年收入1萬(wàn)元。
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(責(zé)任編輯:琛)
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