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张绪穆:自主研发环保增塑剂打破国外技术垄断

来源:惠州日报|

发表时间:2021-09-18

点击:6493

“大亚湾拥有丰富的石油化工生产经验企业,是我们选择在大亚湾创业的原因。”2019年,国家特聘专家、杰出青年基金(B)获得者、长江学者讲座教授张绪穆带领着研发团队入驻大亚湾科创园,成立惠州凯特立斯科技有限公司,将生产研发环保增塑剂作为其创业项目。



张绪穆带着自己的科研成果以及团队入驻大亚湾区科创园,成为大亚湾区的一家科技创新孵化企业。


如今,他们自主研发的混合丁烯生产环保增塑剂技术不仅原料价格低,重要的是,其最终产品环保型增塑剂DPHP环保无毒。惠州凯特立斯科技有限公司已启动小试连续化测试,并与山东、陕西、宁夏等地多家大型化工企业对接,合作推动项目产业化工作。


新型增塑剂市场需求量不断扩大


说起增塑剂,很多市民并不陌生。在塑料制品的生产加工工序中,增塑剂属于重要的添加剂,它可以调节塑料的可塑性和强度。随国家对环保、生态的重视,传统邻苯二甲酸酯类增塑剂DOP已经逐步被限制使用。


“我从事多年不对称催化反应研究,拥有原创的手性配体工具箱。而生产环保增塑剂的氢甲酰化催化剂,正好是我擅长的研究领域。”张绪穆现任南方科技大学生物医药研究院院长。回国前,他先后在美国宾夕法尼亚州大学、新泽西州立大学担任了30年的教授职务。2002年,张绪穆获得美国化学会Arthur C·Cope Scholar奖,是第一位荣获此奖的中国内地科学家。他所发展的张烯炔环异构化反应(Zhangenyne cycloisomerization)因其重要性成为以其姓氏命名的人名反应。


他带领团队自主研发的碳四烯烃生产环保增塑剂项目,是用石油炼化的中间产物混合碳四来替代传统增塑剂DOP的原料丙烯,通过氢甲酰化反应来合成产品2-丙基庚醇。“我国年产碳四组分3500万吨以上,大量醚后碳四作为燃料或者民用液化气烧掉,附加值低,资源浪费严重,非常可惜;我们就是利用原料混合碳四生产高附加值的精细化工产品,使混合碳四得到充分利用。”张绪穆告诉记者。


据悉,2-丙基庚醇是生产环保增塑剂DPHP即邻苯二甲酸二(2-丙基庚)酯的原料。传统聚氯乙烯制备以邻苯二甲酸二辛脂(简称DOP)为增塑剂,耐高温、耐水、耐油性能较差,无法满足日益提高的市场要求。与DOP聚氯乙烯相比,采用DPHP为增塑剂制成的聚氯乙烯在耐高温、耐水、耐油、电绝缘、低雾化、低挥发等方面性能更优,且价格较为低廉。因此DPHP成为生产聚氯乙烯的新型增塑剂,2-丙基庚醇市场需求量不断扩大。


洽谈合作伙伴共推科技成果转化


2019年,张绪穆带着自己的科研成果以及团队,成立惠州凯特立斯科技有限公司,成功入驻大亚湾区科创园,成为大亚湾区的一家科技创新孵化企业。“大亚湾区科创中心给予我们很大的支持,帮助我们协调研发场地、申请专利,还大力支持我们参加中国创新创业大赛。”张绪穆告诉记者,惠州凯特立斯科技有限公司在全国创新创业大赛中收获满满,不仅获得广东省初创组三等奖,惠州市初创组二等奖、还作为惠州唯一初创企业成功入围全国总决赛。


“目前普遍使用的相关技术被国外垄断,或不转让技术,或转让费及每年催化剂费用昂贵。”张绪穆表示,在全球范围内,2-丙基庚醇生产企业数量较少,主要有美国陶氏-戴维、德国巴斯夫、德国赢创、瑞典Perstorp等,原因是仅有少数企业掌握生产技术。在我国市场中,2-丙基庚醇生产企业只有两三家,且主要是引进国外技术。


为了打破技术壁垒,张绪穆和其团队设计了具有自主知识产权和工艺路线的四齿膦配体。其团队设计的独有配体,结构更加稳固,即使损害一个膦也不影响反应效果,性能更佳、寿命更长。谈及自己团队研发设计的配体,张绪穆十分自信。


但是要将科研成果成功转化成技术产品、推至产业化的过程谈何容易。产业化的过程还很漫长,资金及资源投入自然需要不少。但相较于仍需试验开发的新技术,国内企业可能更愿意花大价钱选择已能正常运行且性能稳定的国外技术,对于新技术的开发往往重视程度不够。在采访中,张绪穆表示,目前自己和团队的科研成果已经趋向成熟。公司目前已经启动了小试连续化测试,后续的中试装置以及工业示范装置建设也有了逐步明朗的合作伙伴,与合作伙伴共同推动项目产业化工作,逐渐进行科技成果转化。


“目前市场上现有的增塑剂中,邻苯二甲酸二辛酯DOP消费量最大,随着市场对塑料制品的性能与品质要求不断提高,环保性能更优、价格低廉的环保型增塑剂DPHP将替代传统的增塑剂DOP成为聚氯乙烯的主流增塑剂,在此背景下,2-丙基庚醇市场前景广阔。”对于公司的未来,张绪穆与其团队充满憧憬。


封面图来源图虫创意

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