宁波金发新材:一起领略“国家科学技术进步奖二等奖”的超高水准
温室农业
在温室内使用的聚乙烯地膜会随着时间的推移变得脆弱,容易破裂,产生大量废弃物。
这些废弃的地膜通常需要人工清理,处理不当会对环境造成长期污染。
露天种植
露天种植时,聚乙烯地膜在使用过程中暴露于阳光、风雨等自然条件下,易被风吹起或雨水冲刷,从而分解成微小塑料颗粒,污染土壤和水源,对生态系统造成严重影响。
大面积作物覆盖
在大面积作物覆盖时,铺设和回收聚乙烯地膜需要大量的劳动力和时间。
废弃的地膜往往难以彻底清除,最终残留在土壤中,影响土壤结构和植物根系的生长。
旱地农业
聚乙烯地膜用于旱地农业时,无法有效地分解或被土壤吸收,导致长期残留在土壤中,妨碍水分渗透,影响土壤的自然透气性和营养循环。
传统聚乙烯地膜VS新型降解周期可调控的聚合物地膜
实现:匹配不同农作物的生长周期,在农作物收获完成后,农膜在地里自然降解为水和二氧化碳,减轻对农地的污染压力。
本项技术获得 2023 年度国家科学技术进步奖二等奖
科普小知识
“国家科学技术奖”是中国科技界的最高荣誉之一,代表着当前科技创新与应用的顶尖水平。被认为是我国科技发展状况的“晴雨表”和鼓励创新的“风向标”。
特点一:精准调控生物降解共聚酯,优化农膜性能与环境友好性的新技术
这项技术实现了生物降解共聚酯分子结构的精准调控,并发明了结合独立酯化与聚合度层析分级的分子链段精准调控技术。
揭示了芳香族链段长度与材料强度、微相分离程度、流变性能和降解性能之间的关系。
基于这些研究,团队通过不断调整配方和优化工艺装备,开发了适用于不同作物、地域和气候的地膜专用料。
这种专用料赋予短周期农膜生物可降解的特性,使其在“退役”后能在田间完全降解为二氧化碳和水,有效解决了“白色污染”问题。
特点二:有效解决农业塑料膜‘白色污染’问题,具有显著环境保护价值
本项技术通过精准调控分子链的软硬段,开发了可降解共聚酯,能够有效地解决农业塑料膜造成的“白色污染”问题。
在农膜使用后,能够在田间完全降解为二氧化碳和水,减少了土壤和水源的塑料残留,降低了环境污染和生态破坏,显著提升了农业生产的可持续性,同时减轻了对环境的长期负担。
特点三:提升农膜性能与农业可持续性,拓展应用前景并引领全球市场
在过去十多年中,我们的农膜已在全国范围内多个地区及代表性作物中广泛应用,并取得了显著的成果,尤其在土豆、花生、水稻和烟叶等作物上,成功实现了增产增收。
此外,这种生物降解塑料具有广泛的应用前景,不仅适用于农膜,还可用于一次性购物袋、垃圾袋、果蔬袋、快递包装袋以及一次性注塑餐具等领域。通过减少不可降解塑料垃圾的环境影响,这项技术在降低一次性塑料带来的环境危害方面发挥了重要作用。
目前,本生物降解塑料已经在国内开展了十多年的田间应用研究,实现了千万亩规模的农膜推广,国内市场占有率超过40%。此外,本产品也远销至58个国家和地区,在意大利、法国等禁塑的欧洲国家取得了良好的应用效果。本技术的成功推动了我国在全球生物降解聚酯PBAT的研发、生产、出口及应用领域的领先地位。
特点四:对土壤和环境质量的改善及绿色农业发展的促进
获奖项目在改善土壤和环境质量方面具有显著的影响。通过采用这一技术,农膜的使用不仅有效减少了传统塑料膜对土壤的污染,还降低了土壤中有害物质的积累。生物降解塑料在分解过程中,不会释放有害物质,而是转化为对植物有益的有机物质,这有助于提升土壤肥力,增强土壤的结构稳定性和水分保持能力。
在环境质量方面,本项技术显著降低了塑料废料对环境的负担。生物降解塑料在使用后能够完全降解成自然环境中可接受的物质,从而减少了对土地和水体的长期污染。此外,它减少了焚烧塑料产生的有毒气体排放,进一步降低了空气污染。
项目累计铺膜面积超过1000万亩,按照每亩使用6kg地膜计算,减少6万吨不可降解地膜使用,减轻环境污染压力,随着连续使用降解地膜后逐年减少通用聚烯烃地膜,环境将持续变好;我国水稻种植面积4.45亿亩,覆膜面积不到0.1%,使用该项目可降解地膜可增加年积温300℃,节水30%以上且免除草剂;实现了跨积温带栽培及水稻旱地直接播种,推广水稻覆膜,有效节约水资源,按照用水375吨/亩估算,节水112.5吨/亩,全部推广年节水可达500亿吨,生态环境效益显著。
本技术的推广促进了绿色农业的发展。使用生物降解塑料膜,农业生产过程中对环境的负面影响大幅减少,符合可持续发展的原则。技术的广泛应用推动了农业生产的环保转型,提高了资源利用效率,支持了绿色农业实践,并为农业领域的技术进步和产业升级做出了重要贡献。
特点五:”国家科学技术进步奖二等奖“彰显科技创新与社会贡献的卓越成就
获得国家科学技术进步奖二等奖,本项目实现了生物降解材料大规模应用,多项核心关键技术的突破,为我国跃升为世界PBAT生产、出口及应用大国起到了重要的支撑作用。
本项目开发的可降解共聚酯及其改性产品广泛出口到58个国家和地区,实现良好的经济效益,同时在国内对农民采取让利销售模式,履行反哺农业、助力乡村振兴的责任与担当,为生态环保造福子孙后代发挥科技引领作用。
本项目的产业化成果,有力支撑了国家先进高分子材料产业创新平台建设,近十年培养高级人才25名(含获国务院特贴3人),建立了涵盖从应用基础研究、技术研究到产品开发的全链条技术人才队伍。
本项目研制的可降解共聚酯树脂及改性产品,核心技术具有完全自主知识产权,关键技术分支均位于全行业的“制高点”,构建了包括合成、改性、加工成型、应用与预测在内的完整知识产权体系;已获得授权发明专利138件,其中PCT授权专利75件。彻底
打破了国际化工巨头在该领域的技术垄断,为国内民族生物可降解塑料产业的健康发展扫清障碍。