我國科學家成功解決松脂深加工技術瓶頸
2009-02-25 來源：中國聚合物網
松脂大國的長期困惑
我國是松樹資源大國，擁有松林面積1600萬公頃，年可采脂200多萬噸；中國是松脂出口大國，2007年松脂產量約95萬噸，其中松香70多萬噸、松節(jié)油10多萬噸，出口松香35萬噸，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)。松香深加工產品曾在神舟5號飛船中得到應用。
但松香、松節(jié)油容易氧化、聚合、變色、變質，難以滿足市場對高品質松香、松節(jié)油深加工產品的需求。如何從根本上消除松香結構中的變色因子，使松香無色化、穩(wěn)定化？這個技術難題一直困擾著我國林化行業(yè)。
面對難題，項目組專家開展了松香無色化機理研究，從松香、松節(jié)油原料出發(fā)，通過分子結構的異構、轉化、加氫等技術，使高活性結構改性成穩(wěn)定結構后再深加工利用，獲得了高穩(wěn)定深加工系列產品。
我國專家的獨特創(chuàng)新
項目組專家將化學改性方法及精制、提純等物理手段綜合應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，實現(xiàn)松香產品的無色化、穩(wěn)定化，獲得透明、穩(wěn)定的無色松香。利用復合功能催化劑具有的抗氧、漂白、異構及酯化等功能作用，將原料松香直接轉變?yōu)榫哂蟹(wěn)定結構的松香樹脂，再利用助劑吸收氧、分解氧化過程中產生的過氧化氫、屏蔽紫外線等系列作用，達到淺色、穩(wěn)定的目的，從而制得無色松香樹脂。此方法無需高壓設備，工藝簡便，成本低。
據(jù)項目組專家介紹，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，其工藝復雜、副反應多、產率低，只達80%～85%。本項目以生物質資源替代石油資源合成特種耐候環(huán)氧樹脂，突破了無溶劑、無水環(huán)境下合成環(huán)氧樹脂的關鍵技術，避免了水解等副反應，工藝簡便、產率高，達95%以上。現(xiàn)在，耐候性環(huán)氧樹脂已在我國電工行業(yè)得到廣泛應用，實現(xiàn)替代進口30%～40%。利用此環(huán)氧樹脂制造的戶外電氣絕緣件、互感器已在我國電網中正常運行了5年多。
專家介紹說，現(xiàn)有松節(jié)油穩(wěn)定結構的氧化方法中，必須使用純氧在大反應釜中進行間歇氧化，能耗高、效率低、危險性大。本項目以空氣代替純氧，采用創(chuàng)制催化劑，增加了氧分子的活性，提高了反應速度，實現(xiàn)了連續(xù)化生產，能耗低、效率高、安全性強。
項目發(fā)明的一體化技術，一改以往采用絕對無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)油香料的合成反應與產物的分離提純在同一體系中完成，而乙炔化新技術則以固體堿和乙炔為原料，在零下10℃～0℃下反應，比用液氨(反應溫度為零下33.35℃)節(jié)能40%以上，工藝簡單，安全環(huán)保。
初加工產品長期出口局面改變
通過項目的實施與研究，獲得國家授權專利4項，取得省級鑒定成果3項，制訂新產品技術標準10項，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)新團隊。
通過創(chuàng)新和集成，解決了松香松節(jié)油結構穩(wěn)定化及其深加工利用的關鍵技術問題，提高了松香松節(jié)油深加工利用的品質。經過推廣應用，松香松節(jié)油深加工利用率整體提高10個百分點，為我國生物質產業(yè)發(fā)展起到了積極的示范作用。開發(fā)了5套產業(yè)化技術：無色松香產品生產技術、無色松香酯系列產品生產技術、特種耐候環(huán)氧樹脂生產技術、松節(jié)油類香料加氫和氧化技術、松節(jié)油類高級香料一體化及乙炔化合成技術。這些技術已分別在湖南株洲松本林化、廣東華林化工、南京大自然精細化學品、江蘇洪澤宏富工貿等單位推廣應用，建立了中試示范生產線8條，產能每年7000噸。建立了3個產業(yè)化示范基地，相關技術已輻射到吉林等地，并與廣西梧州松脂、廣東松林香料、海南五指山集團、浙江省松陽縣科技局等簽訂了技術合作協(xié)議，建立起了行業(yè)區(qū)域性技術中心，實現(xiàn)了行業(yè)技術跨越，改變了長期出口初加工產品的局面，發(fā)揮了松脂作為生物質可再生資源的優(yōu)勢，有利于推動松脂產業(yè)的結構調整和優(yōu)化升級，符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。
隨著成果和技術的進一步推廣應用，預計不久的將來，可有效開辟每年10萬噸松香市場，相當于提供5萬多個就業(yè)崗位，收入約5億元，折合崗位人均年收入1萬元。
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（責任編輯：琛）
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