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近日,广东省科技厅官网公示了2022年度广东省科学技术奖受理项目。今年共受理包括自然科学奖、技术发明奖、科技进步奖、青年科技创新奖、科技成果推广奖等五大类共1405项科技成果,报奖数量再创新高。

其中,由华南农业大学杨卓鸿教授课题组联合广东美涂士建材股份有限公司等多家企业完成的“植物油脂绿色转化关键技术及高值化应用”项目,经广东省材料研究学会提名,冲刺2022年度广东省科技进步奖一等奖。该项目的主要完成单位还包括:广东蓝洋科技有限公司、广东博兴新材料科技有限公司、合众(佛山)化工有限公司、湖南松井新材料股份有限公司、广州佐晟化妆品有限公司、大禹九鼎新材料科技有限公司;主要完成人包括:杨卓鸿、袁腾、周伟建、庞来兴、胡洋、肖亚亮、康伦国、楚状状、叶庆忠、伍松、王录吉、黄家健、李志云、李小平、符传杰。

随着我国经济快速发展和国际竞争形势加剧,能源和环境问题已严重威胁到我国经济社会的可持续发展,尤其阻碍源自化石原料的化工产业的转型升级。为实现我国“双碳”战略目标和确保能源安全,开展可再生生物质资源的绿色转化、应用并建立相应的化工产业体系,是我国实现绿色、低碳排放目标的重要举措。源于油桐树、蓖麻、亚麻、大豆等油脂植物的植物油脂,具有易再生、来源广、产量高、价格低等特点,是我国重要的传统农林经济作物产品,其分子结构上具有酯基、双键或羟基等活性官能团,理论上可以直接聚合为树脂或转化为高活性聚合单体。因此植物油脂具备构建高分子材料体系的结构基础,是大规模取代传统石化类单体和聚合物的理想替代资源。但植物油脂双键空间位阻较大、官能团低反应活性、传统化学改造手段效率低下、高值化应用瓶颈等科学技术问题对其高值化、资源化利用造成很大的限制。

针对以上问题,华南农业大学杨卓鸿教授课题组联合多家高新技术企业进行了多年的技术攻关。该团队从植物油绿色化学转化规律及控制机制、植物油衍生物聚合反应机理着手,开展了基于紫外光催化和点击化学等新型反应手段的植物油脂绿色转化及高值化应用关键技术研究。阐明了桐油紫外光化学反应机制,构建了桐油及其衍生物 UV 化学反应体系,首创了以桐油基漆酚类似物构建的光固化涂料,开发了基于植物油双键点击和聚合的精细化学品。攻克了蓖麻油制备聚氨酯、亚麻油丙烯酰化和酯交换、大豆油多官能团化等关键技术,突破了上述科学问题和技术瓶颈,研发了替代化石原料的系列植物油基活性单体和树脂,并进行技术集成创新,开发了聚氨酯改性桐油 UV 固化树脂、蓖麻油基光固化甲油胶、亚麻油基水性醇酸树脂、环氧大豆油丙烯酸树脂等新产品。通过以上技术高效地实现植物油在UV固化涂料、油墨、胶粘剂、助剂等领域中的绿色高值化利用,所有产品经权威机构检测均达到相应的企业、行业和国家标准,显著提高了行业水平。

据介绍,该研究成果整体自主创新程度高,属于完全自主创新,项目研究始于2010年1月,完成于2022年5月,时间跨度长达12年。该项目共完成国家及省市级项目11项,获国家授权专利115件、中国专利优秀奖2项、广东专利优秀奖1项,制定标准16项,发表论文75篇。该项目孵化国家高新技术企业5家、国家知识产权优势企业1家,培养国家级人才2名,培育院士工作站2个及省级研发平台5个。经广东省材料研究学会组织科技成果评价,成果评价专家一致评定该项目整体水平达到国际领先水平。

据了解,核心技术成果在紫外光固化行业体系(含油墨、木器涂料、甲油胶、胶粘剂)及水性涂料体系(含木器涂料、建筑涂料、防水涂料)实现了产业化,已成功在国内多家涂料、油墨等生产企业实施应用,企业分布全面涵盖珠三角、长三角及华南地区,其中15家核心应用企业在2019-2021年度实现经济效益99.81亿元,利润16.77亿元。该技术拓展植物油脂应用领域和提高其附加值,显著减少碳排放和有机污染物排放,推动我国涂料、油墨等行业向清洁型、高新技术方向转变。

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