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金职首创国内树脂新助剂 “打响口罩环保战”

时间:2022-04-14 来源:金华职业技术学院网站

疫情肆虐反复,戴口罩出门已经变成了一种保护他人和自己的生活习惯,但“隐患”也随之而来……随意丢弃的口罩或将引发一场“环保战役”!金华职业技术学院制药学院有一支名为富镧科创的团队,在当下对医疗材料需量急剧上升之时,对口罩的原材料聚丙烯产生了极大的兴趣,并循序渐进找寻到树脂新助剂作为口罩原材料的科研方向。

“口罩的原材料可不是简单的布,而是塑料制品。医用外科口罩罩体由内外两层无纺布加中间一层熔喷布组成。而熔喷布原材料聚丙烯树脂大多依赖国外进口,绝大多数被国外企业所垄断,面临专利技术封锁,不仅价格昂贵,还限制进口,为什么我们不能研发更多具有自主知识产权的核心技术呢?”带着这样的想法,2020年10月,药学201班的学生谢彬瑞集结了三两个志同道合的同学和朋友,成功组建了富镧科创小队,并找到了应用化工技术专业教师边超群博士,在专任老师的指导下,他们开启了一段新型聚丙烯的探索之旅……

“随着聚丙烯生产质量和产品性能的不断提高,国内生产生活获得了巨大的应用。医用聚丙烯大多数都和人们的皮肤甚至血液直接接触,因此需要超高的卫生性,但现在国内医用聚丙烯存在机械性易老化、耐辐射性能差、延展性差、可降解率低等缺陷。我们亟需研发出拥有自主知识产权的新型聚丙烯新改性助剂和工艺。”团队指导老师边超群博士说。

从无到有  开启科研之路

探索之路从来就不会一帆风顺,富镧科创小队的科研之路更是荆棘满满。从感性认知生活难题到理性分析科研课题,初次接触科研攻关,一切都是那么陌生。“虽然是大一新生,但心里却有着强烈的研究意愿,相信自己能在团队中发挥作用。”谢彬瑞组建富镧科创小队后,便把指导老师提供的前期调研资料仔细地研读了一遍,这样能使自己更快速得融入团队,还能提供一些有效合理的技术攻关思路。

虽然富镧科创研究小组成立了,但是对于如何开展研究,起初团队成员们并没有明确的方向。于是,他们请教了边超群博士,“边老师让我们先实地进行市场调研,有亲身的调研经历才能有研究方向。”谢彬瑞作为团队的技术核心成员,带领团队成员们从2020年12月开始先后前往浙江万马集团、浙江泰德新材料有限公司、浙江恒逸集团达,了解医疗口罩原材料在生产过程中的实际应用现状,“有好几次对方以为我们是来偷师的,当时的状况会有些尴尬,不过大多数的企业负责人还是愿意与我们进行探讨。”团队成员们将具体的工艺流程、工作原理、市场使用等情况进行了全面统计。

“我们不仅对企业的产品进行对比分析,还深入到金华中心医院、文荣医院,了解医院医用口罩的采购标准,使用要求。”生药203班的学生陶怡菲作为市场调研负责人,经常和小组三两个人跑去各大医院,“疫情之下,我们深刻意识到医疗材料对于国民安全的重要性。”累积3个月的市场调研后,富镧科创小队开始了口罩原材料的技术分析。

日复一日  深入创新探索

经过前期调研与技术分析,富镧科创小队发现国产口罩原材料聚丙烯有着易老化、延展性差、不耐辐射的技术困境。通过查阅大量文献,团队成员们最终大胆选用镧元素作为聚丙烯的改性材料,这也是国内对改材料的首次运用。

经过近万次的科学实验,2021年3月,团队成员们通过镧化物表型筛选、分离提纯季碳模板剂、探索溶剂比例、测试成品物化性质等多个环节,最终总结提出活性中心连锁增长技术、高效可控季碳成核技术、富镧聚合排列导向技术三大核心技术,合成出可生物降解的改性高性能富镧钛硅盐(新助剂),并获得新型聚丙烯--富镧记忆树脂。通过性能对比试验,团队成员得出富镧记忆树脂的耐辐射、抗老化、高韧性以及优异的形状记忆能力具有大幅提升,并欣喜地发现新材料在保证过滤效果的同时,还能减少废弃口罩对环境的污染。

一次次的失败,一次次的重来,一次次的泪水和汗水交融,终于换来成功的喜悦;无数个不眠之夜,寒来暑往,日复一日的实验室经历最终收获了从无到有的研究突破。“本产品与市面上的同类产品进行抗辐射、耐老化、隔断性性能测试,结果显示在抗解聚性能上超过同类产品30%以上。”团队成员陶怡菲骄傲地说。

追求卓越  双创突破创佳绩

目前团队已授权发明专利3项,受理发明专利2项,受理实用新型专利1项。经科技查新论证,本项目技术具有创新性、唯一性。据悉,2021年3月,本项目研究的助剂在浙江恒澜科技有限公司进行了中试实验。经过3个月的生产设备的改造、反应原料的调节、生产工艺的调整,富镧科创小队终于实现了符合工况生产口罩的标准化、规模化、产业化。2021年6月,在金华市景迪医疗用品有限公司利用团队的研究产品进行了小规模的口罩生产,制成的口罩横纵向强力、伸长率,过滤阻力,细菌过滤效率均优于市场上其他的口罩。

此外,该技术已被引入到学校应用化学专业教学实训课程,让同学们深刻了解聚丙烯材料的应用领域和准备。下一步,富镧科创小队期待着成立自己的公司,吸引更多志同道合的同学们加入到他们的团队,而这也将带动一大部分学生的就业。(王惠程 周飞腾)

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