農膜可降解 耕地一身“輕”——記2023國家科學技術進步獎二等獎基于分子鏈軟硬段精準調控的可降解共聚酯制備關鍵技術及農膜應用

　　傳統的地膜由不可降解的聚乙烯制得，此類地膜因其用量龐大、使用周期短且回收難度大，成為“白色垃圾”的主要來源之一，且使用后處理成本高、影響面積廣，導致嚴重的環境污染與土壤持續劣化。

　　為解決這一問題，金發科技股份有限公司(以下簡稱金發科技)牽頭研發了“基于分子鏈軟硬段精準調控的可降解共聚酯制備關鍵技術及農膜應用”。基于此開發的專用農膜可以匹配不同農作物的生長周期，在農作物收獲完成后，農膜在地里自動降解為水和二氧化碳，減輕對耕地的污染壓力。近日，該技術獲得2023年度國家科學技術進步獎二等獎。

　　一種可完全降解的塑料

　　“我國是農業大國，地膜用量也大，但大多地膜在使用過后并無法有效處理，或殘留于田間地頭，或花大力氣回收后填埋焚燒，導致嚴重的環境污染，如果能有一種可以自動降解的農膜替代傳統不可降解農膜，就可以解決這一困擾人們許久的問題了?！苯鸢l科技股份有限公司首席技術官黃險波博士介紹。

　　2004年，金發科技組建研究團隊，開始攻關這一技術。2011年，中國首套自主研發的年產2.5萬噸聚對苯二甲酸-己二酸丁二醇酯(PBAT)聚合連續生產線在金發科技珠?；卣酵懂a，開啟了生物降解聚酯PBAT在中國持續發展的序幕。

　　然而，成功路上總有各種“攔路虎”。研究之初，團隊就遇到無法找到合適催化劑的困境，以及由此帶來的聚合效率低、聚合黏度無法達到目標值、產品成本高昂等難題?！拔覀冎缓锰撔恼埥?，多次向高校和科研院所取經，項目團隊成員也夜以繼日進行理論計算與實驗摸索，最終確定了催化劑種類和用量，使合成的PBAT聚酯各項性能都達到了使用標準，至此金發科技才算真正跨入了可降解塑料的門檻?！秉S險波回憶道。

　　緊接著，研究團隊又攻克分子序列結構無法精準調控的難題，發明了獨立酯化與聚合度層析分級相結合的分子鏈段精準調控技術?；谝陨涎芯?，研究團隊開發出分子結構可精準調控的可降解地膜專用料。

　　“這種地膜專用料給短周期的農膜賦予了生物可降解的特性，讓其‘退役’后可在田間完全降解為二氧化碳和水，從而有效解決‘白色污染’問題。”黃險波說，“此類生物降解塑料應用范圍也很廣，除了應用在農膜領域，還可應用于一次性購物袋、垃圾袋、快遞包裝袋、注塑餐具等領域，降低一次性塑料垃圾因不可降解引起的環境危害?！?/p>

　　目前，該生物降解塑料持續十多年在國內各地進行田間應用研究，實現了千萬畝量級農膜推廣應用。據業內人士分析，金發科技相關產品在國內市場占有率超40%。此外，該產品還遠銷58個國家和地區，在意大利、法國等禁塑國家取得了良好的應用效果，助力我國躍升為全球生物降解聚酯PBAT的研發、生產、出口及應用大國。

　　把研究做在田間地頭

　　技術的價值在于解決實際問題。自2012年開始，該技術就開始大范圍推廣應用。從云南的玉米、蔬菜、煙草農田試驗，到新疆生產建設兵團4個團場試驗和14萬畝示范種植，再到在青島推行的馬鈴薯種植覆膜規模化應用，以及浙江丘陵地區的旱播水稻播種—覆膜一體化示范，每個地區及每個作物的推廣應用，都伴隨著生物降解塑料全新的開發與創新。

　　“因為各地環境氣候、土壤土質的差別，有些地區地膜降解得非?？欤酒鸩坏奖Ｋ劦男Ч?，有些地區則降解得非常慢，達不到預期降解效果。”黃險波說，“我們只好深入各地田間地頭，針對當地的環境、土質、農作物生長習性開展田間應用實驗，對材料進行持續改進，逐漸開發出高性價比、高環境適配性的生物降解塑料及相關產品?！?/p>

　　在十多年的田間應用研究中，黃險波多次帶領團隊成員深入一線田間，現場確認可降解地膜鋪膜概況，與農民交流可降解地膜的使用情況及農作物的生長習性等，獲得大量的第一手數據。正是他這種嚴謹務實的科研精神，滿足不同地區、不同作物應用需求的可降解地膜專用料才得以誕生。

　　技術革新需與時俱進。談及該技術的進步空間時，黃險波說：“地膜的殘膜在土壤中完全降解一般需要一年左右的時間，這個時間要長于農作物的生長周期，離理想中的塑料降解周期與農作物生長周期一致的目標尚存在一定差距。目前我們正在研發可降解塑料的功能與壽命同步課題，致力于開發出適用于不同地區不同農作物的降解周期可調控的新一代農膜專用料。”

　　(本系列報道到此結束)