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生物基材料如何成为新材料主力军?

发布时间:2014年08月19日  点击:次   来源:《中国科学报》 (2014-08-19 第8版 作者:潘玉)

本网讯 近日,荷兰经济事务部宣布,计划在未来4年内投入300万欧元以推动生物基材料研发。欧洲生物基产业公私伙伴(BBI PPP)也在日前宣布,将对生物基产业(BBI)运用一项新的“欧洲联合企业”形式,并在2014~2024年投资37亿欧元,为生物基和“欧洲制造”产品创造更具竞争力的市场,吸引更多投资。

看好生物基材料的不仅是欧洲。为支持生物基碳纤维材料的研发,美国能源署(DOE)也在日前向两个大型研究项目拨款1130万美元。据悉,这两个项目旨在以农业废弃物或木质生物质为原料,研制出造价低廉、性能优异的可再生碳纤维材料。

我国也对生物基材料寄予厚望。“十一五”期间,我国生物基材料技术取得了显著的成效,形成了如全降解生物基塑料、木基塑料、超大分子聚乳酸、农用地膜等一大批具有自主知识产权的技术。

“十二五”国家科技支撑计划中,中国科学院资源环境技术与科学局再度将生物基材料和生物基化学品两大类产品列作为研究核心。2014年初,由国家发改委、财政部、工信部、科技部、中科院等部门联合推动的“生物基材料重大创新发展工程实施方案”涉及220多亿元的产业投资,也宣布进入专家审核阶段。

应加速技术进步与产业发展

生物基材料是指用可再生原料通过生物转化获得生物高分子材料或单体,然后进一步聚合形成的高分子材料。生物基材料包括生物基平台化合物、生物塑料、功能糖产品、木塑复合材料等,它具有传统高分子材料不具备的绿色、环境友好、原料可再生以及可生物降解的特性。其制品既包括日常生活中经常能见到的生活用品,如包装材料、一次性日用品等,也包括技术含量高、附加值高的药物控制释放材料和骨固定材料及人体组织修复材料等生物医用材料等。

生物基复合材料兴起于欧美国家,其产业化研究与推广也从欧美国家逐渐向全球蔓延。据全球著名市场研究机构Freedonia 2014年发布的最新报告称,2018年美国木塑复合材料市值将达55亿美元。

据了解,我国许多大专院校、科研院所以及重点企业在生物基材料上都取得了颇具特色的研究成果或产业化技术成果。

此前,在由中国林学会主办的有关生物基复合材料学术研讨会上,中国林学会副理事长兼秘书长陈幸良表示,利用丰富的生物质资源,开发环境友好的生物基复合材料,最大限度地替代塑料、钢材、水泥等材料,是目前国际新材料产业发展的主要方向。

但是,中国工程院院士谭天伟曾在其研究中指出,目前我国在生物基材料方面的研究和产业化虽然取得了长足进展,但同美国、欧洲、日本等发达国家相比还存在一定差距,主要表现在技术不够成熟,制品性能无法完全满足各种消费需求,成本太高尚难与石油基产品竞争等。

“我国在借鉴国外经验的基础上,应深化产业化关键技术的研发和加速技术进步,以便拥有我国自主知识产权的各种创新型产品,从而推动我国生物基材料产业整体水平向前发展。” 谭天伟说。

而前瞻网分析师梅智勇指出,目前,我国已成为全球最大的木塑料复合材料生产国与出口国,生产企业众多。但是,与欧美企业规模化生产相比仍然不具备竞争优势,企业需要进一步做大做强。

亟须制定标准

生物基材料在如火如荼发展时,江苏省产品质量监督检验研究院王燕等专家在质检公益性行业科研专项项目“生物基复合材料基础检验方法体系的研究”中提出:“与生物基材料的迅猛发展不相称,生物基材料和产品相关标准的制定和发展显得有些滞后。”

专家认为,国内外生物基材料标准以检测方法标准为主,通用性基础标准和产品标准较少。而方法标准主要集中在可降解材料的降解检测方面,这也与当前整个社会对白色污染的关注和生物基材料行业的发展状况相一致,因而得到了较快的发展。而非降解生物基材料由于生产工艺和成本的问题,发展相对缓慢,相应的标准也较少。通用性的基础标准也只有ASTM D6866。

王燕等人建议,目前急需自行制定生物基材料的定性定量标准或等效采用ASTM D6866,用于对国内现有的生物基复合材料产品的相关标准进行整合与修订。

“此外,生物基材料的术语标准、安全标准等也需要制定,以规范整个生物基材料行业和市场,保证整个行业和市场的健康发展。”王燕说。


 
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