“這就是我們目前建成的聚乳酸5000噸/年生產(chǎn)線和萬噸/年生產(chǎn)線上生產(chǎn)出來的產(chǎn)品，在結(jié)晶度、耐熱性能等方面已超過美國NatureWorks公司的同類產(chǎn)品！ ”
在中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所（簡稱長春應(yīng)化所）生態(tài)環(huán)境高分子材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究員陳學(xué)思的辦公室里，陳學(xué)思指著兩個(gè)顏色鮮艷的塑料器皿中一粒粒橢圓形、半透明材質(zhì)的顆粒物對(duì)記者說。
21世紀(jì)的綠色循環(huán)材料
塑料誕生以來，給人類社會(huì)發(fā)展帶來了極大的便利。然而，這只是硬幣的一面。
塑料不可生物降解，其帶來的“白色污染”引起世界范圍的關(guān)注。目前，世界上有50多個(gè)國家（地區(qū)）開始“限塑”，甚至“禁塑”。
在綠色環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展受到日益重視的今天，塑料能否被替代升級(jí)，成為了各國科學(xué)家努力研究的焦點(diǎn)。作為一種可降解的新型生物質(zhì)材料——聚乳酸（PLA）憑借其優(yōu)異的特性和廣闊的應(yīng)用范圍在眾多“選手”中脫穎而出。
聚乳酸又叫聚丙交酯，是由可再生的植物資源（如玉米、木薯）經(jīng)過化學(xué)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，并直接進(jìn)入土壤有機(jī)質(zhì)或被植物吸收，對(duì)環(huán)境保護(hù)非常有利。
據(jù)陳學(xué)思介紹，作為一種新型的生物降解材料，聚乳酸具有與生俱來的優(yōu)勢——良好的拉伸強(qiáng)度及延展度、相容性、光澤性和透明度、透氣性、透氧性、可隔離氣味、抑菌及抗霉性等性能。
這些優(yōu)異的性能讓聚乳酸可以替代石油基的塑料、化纖，在纖維織物、工程塑料、農(nóng)用地膜、包裝材料、汽車和飛機(jī)內(nèi)飾件、醫(yī)用材料等領(lǐng)域大顯身手。
還不止如此。由于聚乳酸在生產(chǎn)過程無污染，產(chǎn)品環(huán)境友好，具有“取之自然，回歸自然，源源不絕，生生不息”的循環(huán)使用特性，因此是科學(xué)界和產(chǎn)業(yè)界公認(rèn)的理想的綠色高分子材料。
從“綠地嫩苗”到“枝繁葉茂”
自聚乳酸被開發(fā)出來以后，很快便得到了產(chǎn)業(yè)界的青睞。美國、日本、德國等發(fā)達(dá)國家紛紛進(jìn)入這個(gè)新興領(lǐng)域，搶占產(chǎn)業(yè)發(fā)展先機(jī)。
1999年6月，從美國賓夕法尼亞大學(xué)學(xué)成回國的陳學(xué)思，深感國內(nèi)聚乳酸產(chǎn)業(yè)合成技術(shù)的落后，決心攻克這一業(yè)界難題。沒想到，在這一領(lǐng)域一干便是二十載。
“提及聚乳酸的研究和產(chǎn)業(yè)化，其成功的重要原因之一，就是我們和浙江海正集團(tuán)的合作。”陳學(xué)思如是說。
2000年，浙江海正集團(tuán)正緊鑼密鼓籌劃海正藥業(yè)A股上市。彼時(shí)，集團(tuán)董事長、總經(jīng)理白驊很看好聚乳酸的未來市場，于是主動(dòng)來到長春應(yīng)化所商談合作事宜。當(dāng)年11月，長春應(yīng)化所幾位科技人員應(yīng)邀來到浙江臺(tái)州，向海正集團(tuán)的相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹了相關(guān)科技成果，“白驊當(dāng)場拍板，我們雙方就此開展了十幾年的合作研發(fā)。”
2001年，陳學(xué)思與長春應(yīng)化所加工成型研究組研究員董麗松一起合作開發(fā)。“在實(shí)驗(yàn)室，我們先做了100克規(guī)模的小試，后來逐漸放大，開始自己搭建反應(yīng)釜繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，直至完成實(shí)驗(yàn)室合成工藝研究。”陳學(xué)思表示。
2004年8月，海正集團(tuán)、長春應(yīng)化所及臺(tái)州市椒江區(qū)國有資產(chǎn)經(jīng)營有限公司等攜手成立了海正生物材料公司，陳學(xué)思擔(dān)任總工程師。
可是，從實(shí)驗(yàn)室的樣品制備到生產(chǎn)線的大批量生產(chǎn)，絕不是一蹴而就的。其間涉及到諸多的生產(chǎn)步驟、技術(shù)工藝等無法想象的難題，而且沒有成熟的經(jīng)驗(yàn)和路徑可循。
當(dāng)時(shí)，世界上只有美國NatureWorks公司擁有成熟的聚乳酸生產(chǎn)技術(shù)和系列聚乳酸制品，并實(shí)現(xiàn)了真正的大批量生產(chǎn)、銷售。囿于嚴(yán)密的技術(shù)封鎖，長春應(yīng)化所團(tuán)隊(duì)惟有依靠自主創(chuàng)新，尋求突圍。
“萬事開頭難。”回首多年前的艱辛探索之路，陳學(xué)思感慨萬千。
在他的帶領(lǐng)下，課題組從實(shí)驗(yàn)室的合成研究開始，逐步攻克乳酸脫水、低聚、高溫裂解、精制、聚合、在線改性、脫揮、造粒全套生產(chǎn)工藝，發(fā)明了苯甲酸亞錫系列催化劑、乳酸脫水縮聚導(dǎo)流筒臥式反應(yīng)器以及具有靜態(tài)混合功能的塔式聚合反應(yīng)器，降低低聚裂解溫度，提高了收率，縮短聚合時(shí)間，解決了單體本體聚合過程中高黏度體系的傳質(zhì)傳熱問題。
“現(xiàn)在，我們采用的設(shè)備泵閥等基本都是自己動(dòng)手設(shè)計(jì)和加工的。”陳學(xué)思表示。他介紹，由于密封系統(tǒng)既是高真空，又是高溫，一旦低于熔融溫度的97℃，得到的產(chǎn)品就像冰糖一樣凝固，失去流動(dòng)性。
長春應(yīng)化所團(tuán)隊(duì)就是這樣從無到有，從小到大，一步步摸索著向前發(fā)展。
“我們還改造了很多泵閥，當(dāng)時(shí)，生產(chǎn)線上的每個(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)出現(xiàn)意想不到的問題。比如，把產(chǎn)品原料切片拉條，有時(shí)做出來要么顏色偏深，要么是原料的純度不夠，產(chǎn)品的分子量不夠高。面對(duì)困難，我們只有一步步去解決。”憶起產(chǎn)業(yè)化過程中遇到的困難時(shí)，陳學(xué)思坦言。
一分耕耘，一分收獲。2005年，長春應(yīng)化所團(tuán)隊(duì)與海正集團(tuán)聯(lián)合建成了國內(nèi)首條聚乳酸中試線；2008年，完成國內(nèi)第一條5000噸/年聚乳酸產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)線的建設(shè)、運(yùn)行和技術(shù)優(yōu)化，并實(shí)現(xiàn)穩(wěn)產(chǎn)，產(chǎn)品質(zhì)量通過美國、歐洲、日本等國家和地區(qū)認(rèn)證，躋身世界前列。
2009年，雙方繼續(xù)合作開發(fā)出第一代耐熱改性聚乳酸專用樹脂；2010年，又開發(fā)了第二代耐熱聚乳酸專用樹脂及成型工藝；2015年，完成1.5萬噸聚乳酸生產(chǎn)線建設(shè)，進(jìn)一步鞏固了在聚乳酸產(chǎn)業(yè)內(nèi)的地位。
追趕，并跑，超越。在長春應(yīng)化所團(tuán)隊(duì)堅(jiān)持不懈的探索中，聚乳酸研究及其產(chǎn)業(yè)化這顆“綠地嫩苗”在自主創(chuàng)新的陽光雨露滋潤下，日益枝繁葉茂。
揚(yáng)帆起航正當(dāng)時(shí)
在長春應(yīng)化所與海正集團(tuán)的聯(lián)合研發(fā)下，目前已開發(fā)出聚乳酸樹脂、片材、注塑、吸塑、雙向拉伸膜等多個(gè)品種，同時(shí)，用國產(chǎn)聚乳酸原料作出的包裝、殼體、醫(yī)療材料器皿和餐具等系列產(chǎn)品，也都具有綠色環(huán)保等特點(diǎn)。
從幼小嫩苗到枝繁葉茂，直至參天大樹，離不開肥沃的土壤、充足的陽光雨露，而一個(gè)產(chǎn)業(yè)如果沒有寬松的發(fā)展環(huán)境，同樣難以成氣候。
隨著人們對(duì)環(huán)境保護(hù)的日益重視，以聚乳酸為代表的可降解高分子材料將會(huì)逐步取代不可降解塑料產(chǎn)品。環(huán)顧世界，如今意大利、法國、美國部分州以及我國吉林省、海南三亞市等都已經(jīng)實(shí)施禁塑，這無疑給聚乳酸產(chǎn)業(yè)帶來了極大的發(fā)展空間。
不過，在陳學(xué)思看來，盡管實(shí)施禁塑令已有一段時(shí)間，但具體執(zhí)行的效果并不理想。
他認(rèn)為，一方面是由于這種材料的認(rèn)知度和應(yīng)用率較低，另一方面則是政府落實(shí)力度不強(qiáng)。為此，他建議，“國家應(yīng)該在立法、稅收、市場準(zhǔn)入等方面實(shí)施具體且行之有效的舉措，同時(shí)要加大監(jiān)管力度，從而真正促使聚乳酸行業(yè)快速、健康發(fā)展。”
據(jù)國際咨詢機(jī)構(gòu)預(yù)測，未來全球聚乳酸市場將以年均18%的復(fù)合增長率增長，預(yù)計(jì)2020年，全球聚乳酸需求量將達(dá)到百萬噸以上，市場規(guī)模將形成千億級(jí)的產(chǎn)業(yè)。
基于此，以“綠色環(huán)保”為特色的聚乳酸將獲得前所未有的發(fā)展機(jī)遇。“下一步就是要進(jìn)一步規(guī)�；�，擴(kuò)大生產(chǎn)，共同合作建立5~10萬噸聚乳酸生產(chǎn)線，并在聚乳酸下游產(chǎn)品應(yīng)用進(jìn)行技術(shù)合作，推出擠片、注塑、薄膜、纖維等多個(gè)種類的聚乳酸專用樹脂牌號(hào)。”面對(duì)新的發(fā)展形勢，陳學(xué)思已然成竹在胸�！�