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“30多年來，我始終圍繞高分子材料加工技術(shù)與裝備開展研究，今后，我將帶領(lǐng)團(tuán)隊在高分子材料綠色制造方面繼續(xù)開展攻關(guān)?！?4歲的中國工程院院士、華南理工大學(xué)教授瞿金平說。5月20日，在全省科技創(chuàng)新大會上，瞿金平牽頭完成的“高強(qiáng)度全回收增產(chǎn)地膜先進(jìn)制造與循環(huán)利用”項(xiàng)目獲得2020年度廣東省技術(shù)發(fā)明獎一等獎。

專家表示，高強(qiáng)度地膜保溫保墑壓草效果好，可促進(jìn)農(nóng)作物增產(chǎn)和農(nóng)民增收，使用后能機(jī)械化全回收并高值化再利用，可徹底解決殘留地膜污染問題。

一、從“石磨磨細(xì)”到“搟面和面”

瞿金平最初關(guān)注地膜問題，源于2013年參加“新疆院士行”考察活動。

“在干旱少雨的新疆，地膜可是必不可少的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)保障。地膜覆蓋種植能有效地保持土壤水分，增加土壤溫度，可使作物大幅增產(chǎn)。”瞿金平說。不過，由于過去使用的農(nóng)用地膜極易破碎，使用后難以回收，殘膜在田地里日積月累，造成土壤“白色污染”，使作物減產(chǎn)，從農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的“功臣”變成了破壞耕地的“禍?zhǔn)住薄?/span>

“土地就是農(nóng)民的飯碗，如果土地都被污染，飯碗也就保不住了。”瞿金平感到，地膜殘留污染必須要得到有效遏制。他結(jié)合常年從事的高分子產(chǎn)品制造技術(shù)研究，從新疆回廣東后，立刻帶領(lǐng)團(tuán)隊投入攻關(guān)中。

針對地膜污染防治難題以及迫在眉睫的防治形勢，瞿金平團(tuán)隊提出了“高強(qiáng)度全回收地膜”的創(chuàng)新概念，力圖研制出一種高性能地膜，“讓它在服役期間保持不破，并能夠全部回收，之后將其高值化地再利用起來。”

使這一設(shè)想成為現(xiàn)實(shí)的是加工技術(shù)的創(chuàng)新。團(tuán)隊通過自主創(chuàng)新，將高分子產(chǎn)品制造機(jī)械的共性核心裝置——螺桿擠壓系統(tǒng)換成偏心轉(zhuǎn)子擠壓系統(tǒng)，原本高分子材料拖曳剪切流變加工的原理變?yōu)轶w積拉伸流變加工原理。

“剪切流變就像石磨磨細(xì)物料，會使塑料大分子鏈斷裂；而拉伸流變就像搟面和面，塑料大分子鏈斷裂很少，更適用于超高分子量聚乙烯等極端流變塑料的加工成型。”瞿金平形象地介紹，這項(xiàng)名為“體積拉伸流變塑化輸運(yùn)技術(shù)”的國際首創(chuàng)新成果，徹底顛覆了傳統(tǒng)高分子材料加工原理，相較傳統(tǒng)技術(shù)，能耗降低30%左右，對物料適應(yīng)性廣，加工制品的性能大幅提高，利于節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境。

2014年底，研究團(tuán)隊與企業(yè)合作，在拉伸流變加工技術(shù)的基礎(chǔ)上開發(fā)出多層復(fù)合薄膜制造過程自增強(qiáng)技術(shù)，從而制造出了一種厚度與普通地膜相當(dāng)、服役完成后可全回收的高性能環(huán)保地膜。

為了將研究成果從“試驗(yàn)車間”轉(zhuǎn)移到“田間大地”，瞿金平團(tuán)隊及相關(guān)企業(yè)積極推動。同時，在廣東省科技廳、廣東省援疆指揮部和佛山市南海區(qū)政府的大力支持下，從2016年春播開始，新型地膜在新疆石河子、喀什、阿克蘇等地區(qū)進(jìn)行了棉花、玉米覆蓋種植，覆蓋面積以每年10倍的速度增長并取得了很好的效果。

二、不贊同簡單將塑料“妖魔化”

除了農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，日常生活中，塑料產(chǎn)品造成的污染問題也一度引發(fā)強(qiáng)烈關(guān)注。我國早在2007年就出臺了針對塑料購物袋的“限塑令”，目的正是為了減少塑料污染。

“塑料工業(yè)發(fā)展必然要向綠色低碳化、環(huán)境友好化轉(zhuǎn)變，塑料產(chǎn)品要向可回收、可降解、無害化轉(zhuǎn)變。”瞿金平說。

他介紹，石油基資源替代與非石油基高分子材料應(yīng)用是兩條創(chuàng)新路徑，目前，我國在生物質(zhì)/石油基高分子復(fù)合材料的研究方面取得不少成果，聚乙烯等石油基高分子材料與超過50%以上的木粉、稻殼、秸稈等植物纖維混合生產(chǎn)出的板材或型材，已經(jīng)應(yīng)用于建材、家具、物流包裝等行業(yè)。

“但在非石油基高分子材料的合成技術(shù)、產(chǎn)品種類和質(zhì)量、應(yīng)用技術(shù)等方面，我國與國外先進(jìn)技術(shù)相比存在差距，更多停留在實(shí)驗(yàn)室研究階段，許多高端產(chǎn)品還被國外壟斷?！宾慕鹌秸f。

瞿金平坦言，他一生從事高分子材料加工技術(shù)與裝備開展研究，只做了“三件事”：一是高分子材料動態(tài)剪切流變加工原理和技術(shù)研究，將周期性機(jī)械振動力場引入高分子材料加工成型全過程，實(shí)現(xiàn)了高分子材料加工成型機(jī)理由“穩(wěn)態(tài)剪切”到“動態(tài)剪切”的變革；二是高分子材料體積拉伸流變加工原理和技術(shù)研究，通過顛倒剪切與拉伸作用的主次關(guān)系，實(shí)現(xiàn)了高分子材料加工機(jī)理由“拖曳剪切”到“體積拉伸”的突破；三是與拉伸流變塑化加工原理和技術(shù)相匹配的一系列制品短流程成型制造技術(shù)創(chuàng)新研發(fā)，包括此次獲獎的“高強(qiáng)度全回收增產(chǎn)地膜先進(jìn)制造與循環(huán)利用”技術(shù)成果。

在瞿金平看來，簡單地將塑料“妖魔化”也是不正確的，“我們團(tuán)隊有責(zé)任在塑料綠色制造方面繼續(xù)開展攻關(guān)?！宾慕鹌酵嘎?，接下來，他們將致力于用創(chuàng)新加工技術(shù)實(shí)現(xiàn)高分子材料的高值化循環(huán)再利用，同時，利用可再生的天然高分子材料如淀粉、甲殼素、纖維素等，用創(chuàng)新加工技術(shù)實(shí)現(xiàn)石油基合成高分子材料的替代，徹底實(shí)現(xiàn)高分子材料尤其是塑料的環(huán)境可消納性。