一直以來由日本壟斷的聚氨酯水凝膠材料，如今首次實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化。近日，中科院青島生物能源與過程研究所生物基及仿生高分子團(tuán)隊(duì)成功開發(fā)出新型聚氨酯水凝膠，不僅吸水能力強(qiáng)，而且具有較高的機(jī)械強(qiáng)度，可廣泛應(yīng)用于荒漠化治理、邊坡生態(tài)防護(hù)、水土流失防治等領(lǐng)域。
目前，聚氨酯材料是皮革、塑料、涂料等行業(yè)內(nèi)的重要原材料之一，雖然應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，但用于水土流失防治領(lǐng)域的聚氨酯材料一直依賴日本進(jìn)口，價(jià)格高昂的同時(shí)也制約了產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。如今，新材料的“誕生”有望打破國(guó)外長(zhǎng)期壟斷，不僅可以降低成本，加速推向產(chǎn)業(yè)化，在可預(yù)期的將來有望實(shí)現(xiàn)可降解，“進(jìn)化”為環(huán)保型材料。與日本進(jìn)口60000元/噸的材料相比，新材料20000元/噸的成本價(jià)無疑為市場(chǎng)的推廣開啟了“快車道”。
“高能低價(jià)”略勝進(jìn)口產(chǎn)品
人們生活中熟悉的沙發(fā)、座墊、冰箱等，很多都“摻雜”了聚氨酯材料。作為一種傳統(tǒng)的有機(jī)高分子材料，聚氨酯被譽(yù)為“第五大塑料”，產(chǎn)品被廣泛應(yīng)用于化工、電子、紡織、醫(yī)療、建筑、航空等領(lǐng)域。
通常來說，普通的聚氨酯材料每噸的價(jià)格約為20000元，利潤(rùn)率相對(duì)較低。由于市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，有些商家為了節(jié)省成本，在施工的時(shí)候偷工減料，從而引發(fā)了低端市場(chǎng)的惡性競(jìng)爭(zhēng)。
與普通的聚氨酯材料不同，聚氨酯水凝膠長(zhǎng)期以來一直被日本所壟斷，高昂的價(jià)格也限制了其應(yīng)用領(lǐng)域的拓展?！耙婚_始我們只想復(fù)制日本的技術(shù)，沒想到在研發(fā)的過程發(fā)現(xiàn)了意外的驚喜?！敝锌圃呵嗄芩锘牧现攸c(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任萬曉波告訴記者，“與進(jìn)口材料相比，我們自主研發(fā)的新材料使用了不同的"配方"，簡(jiǎn)化了制作步驟，而且成本相對(duì)更低，成本價(jià)大約為20000元/噸。”
與進(jìn)口材料60000元/噸的價(jià)格相比，新材料的成本價(jià)大約降低了30%。如果市場(chǎng)價(jià)賣到40000元/噸，利潤(rùn)就可以達(dá)到100%?！芭浞健备?jiǎn)單、成本價(jià)更低、效果與進(jìn)口材料基本一致，這三把“利劍”在打消人們疑慮的同時(shí)，也為新材料的推廣掃清了不少“障礙”。
青島企業(yè)“催生”新型材料
無論從哪個(gè)角度來看，新材料的優(yōu)勢(shì)都很明顯，目前還處于小試階段的聚氨酯水凝膠，在起步階段就得到了青島某環(huán)?？萍脊镜闹С??！拔覀兊墓ぷ髡敲嫦蛟摴镜男枨笳归_的，沒有該企業(yè)的支持，就不會(huì)有這個(gè)項(xiàng)目?；诂F(xiàn)在的研究進(jìn)展，該公司準(zhǔn)備進(jìn)一步進(jìn)行"定制式"生產(chǎn)，用于邊坡修復(fù)，河北也有企業(yè)與我們正在探討開展大規(guī)模生產(chǎn)。”萬曉波告訴記者，“目前我們的生產(chǎn)能力是每次生產(chǎn)1公斤，只要做到噸級(jí)就可以進(jìn)入規(guī)?；茝V。如果年產(chǎn)300噸的話，每年的產(chǎn)值將突破千萬元?！?/P>
還沒有規(guī)模化生產(chǎn)，就吸引不少企業(yè)紛紛“下訂單”，由此看來，新材料的應(yīng)用前景不可小覷。“1毫升的聚氨酯水凝膠，最多可以鎖住40毫升的水;1平方厘米的聚氨酯水凝膠可以承受10公斤的重量?！比f曉波現(xiàn)場(chǎng)給記者做了一個(gè)小實(shí)驗(yàn)。1毫升的聚氨酯水凝膠被盛放在一個(gè)小試管中，添加了15毫升的水后，一開始該混合物呈液體狀，搖勻后幾分鐘，試管中的液體竟然變成了凝膠狀，觸摸的感覺好像棉花糖，即使把試管倒過來也可以呈現(xiàn)“倒杯不灑”。
萬曉波告訴記者，施工的時(shí)候，如果在土層上按照1:15或者1:20的比例，將水和聚氨酯水凝膠進(jìn)行混合，就可以形成膠狀物體形成“鎖水”的功效，從而進(jìn)行邊坡生態(tài)防護(hù)，防止水土流失。
有望優(yōu)化為可降解材料
作為一種高端材料，聚氨酯水凝膠受生產(chǎn)限制相對(duì)較小，方便市場(chǎng)規(guī)?；茝V。然而，美中不足的是，現(xiàn)在的新材料還無法實(shí)現(xiàn)可降解，雖然按照1:30的比例來算，使用量很小，但長(zhǎng)遠(yuǎn)來看也會(huì)對(duì)環(huán)境造成一定的“傷害”。
對(duì)此，萬曉波打算進(jìn)一步研發(fā)，將其優(yōu)化成可降解、無污染的材料?！凹热徽莆樟思夹g(shù)，我們希望能將新材料形成系列化，開發(fā)出一代、二代產(chǎn)品，每代產(chǎn)品都有不同的特點(diǎn)和屬性?！比f曉波告訴記者，除了可降解的環(huán)保材料之外，醫(yī)用材料也是下一步的研發(fā)方向?！跋乱徊娇梢越柚虏牧系逆i水能力和高強(qiáng)度，開發(fā)可植入人體組織架構(gòu)的醫(yī)用材料、骨骼修復(fù)材料等，由工業(yè)用材料延伸至醫(yī)用材料領(lǐng)域。”醫(yī)用材料相對(duì)工業(yè)用材料來說，研發(fā)周期更長(zhǎng)、成本價(jià)格也更高，但也有著廣闊的發(fā)展空間。
萬曉波表示，“通過對(duì)現(xiàn)有材料的優(yōu)化，我們將進(jìn)一步提高新材料的保水量和機(jī)械強(qiáng)度，并同時(shí)優(yōu)化貯存期、抗氧化及抗紫外等性能，爭(zhēng)取盡快進(jìn)入規(guī)?；a(chǎn)。在實(shí)現(xiàn)規(guī)模化推廣的同時(shí)，可降解將是接下來的研究方向?！彪S著環(huán)境保護(hù)的呼聲日益高漲，研究開發(fā)出環(huán)保且性價(jià)比高的聚氨酯材料已經(jīng)成為相關(guān)行業(yè)的迫切需求，聚氨酯水凝膠也將在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占有一席之地。
