可降解生物基高吸水性树脂生产技术开发及推广应用
完成单位:仲恺农业工程学院

支撑项目(平台):可生物降解高吸水性树脂的结构设计与高性能化研究(国家自然科学基金2004)

参与单位:广东省教育厅

所属学科:化学工程与技术

主要贡献者:崔英德,尹国强,贾振宇,廖列文,黎新明,赵国强,杜建军,刘正堂,王梅,崔艳琦

成就简介:针对高吸水性树脂生产原料紧张,价格高,产品难降解等问题,以农产品加工废弃物为原料,制备出可降解性、成本低、符合循环经济和可持续发展要求的高吸水性树脂。

高吸水性树脂在农林、卫生、化工、石油等领域广泛应用,已成为抗旱增收、治理沙漠、节约用水的重要产品。该项目针对高吸水性树脂生产原料紧张,价格高,产品难降解等问题,以农产品加工废弃物为原料,制备出可降解性、成本低、符合循环经济和可持续发展要求的高吸水性树脂。取得的主要成果如下:1.开发出制备高吸水性树脂新的原料路线以农产品加工废弃物(羽毛、皮毛、角、蹄;棉籽;虾头、虾壳等)为原料生产高吸水性树脂,提高资源利用价值,消除了环境污染,降低生产成本,原料成本不到石油基原料的1/2,为高吸水性树脂的生产提出了新的原料路线。2.开发出树脂降解速度的控制技术通过添加抗菌性和抑制降解的功能性单体和控制聚合物高分子链及侧链中酰胺键的比例,有效控制树脂的网络结构和微生物的附着与生长,达到控制树脂降解速度和使用寿命,实现树脂降解速度的可控性,其使用寿命可控制在0.5-5年,克服了长期使用石油基高吸水性树脂对环境造成的不良影响。3.开发出喷雾聚合干燥生产新工艺设计出具有防返流、防堵塞、防粘壁和快速混合雾化的独特的六流体喷嘴,开发出聚合反应快速引发技术(反应时间少于0.5秒);采用喷雾聚合干燥塔,开发出可降解高吸水性树脂“喷雾聚合干燥”新工艺,使聚合、造粒、干燥一步完成,并允分利用聚合反应热进行干燥,实现连续生产,提高生产能力,树脂聚合干燥时间由水溶液聚合法的20小时缩短到2分钟。该项目经专家鉴定,总体达到国际先进水平,在利用废弃天然动植物蛋白为原料及相关技术方面达到国际领先水平。该成果已在广东、新疆等省区应用,建成投产生产装置4套,生产高吸水性树脂系列产品30多个,部分产品获美国FDA、广东省疾病预防控制中心等认证和检测,产品性能达到部颁标准要求,出几欧美和澳洲等地。其中,2005年在珠海得米化工有限公司建成10000吨/年喷雾聚合干燥牛产装置一套。该成果产品在新疆、广东、内蒙占、陕西、甘肃等地应用推广,取得明显的效果。在科技部科技支疆计划、广东和新疆科技计划支持下,在新疆哈密、吐鲁番等地建立了50多个推广应用示范点,经30多万亩示范推广应用证明,荒漠造林成活率提高25%-40%,葡萄等产量提高12%-25%,节水30%,节水保水和增产效果十分明显。该成果从2004年整体实施以来,新增产值7.39亿元、利润1.45亿元、税收3714万元。获中国发明专利授权3项,培养博士生9人,发表论文98篇,出版专著1部。该项目不仅同收利用禽畜和水产加工等废弁物,化废为宗,而且对节水保水,防止土壤沙化,改善干旱地区生态环境钉着明显的社会效益、经济效益和环境效益。

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