科技日报记者 金凤 通讯员 朱琳
近日，南京工业大学生物与制药工程学院郭凯教授团队的发明专利“一种植物油多元醇及其制备方法与应用”获第二十五届中国专利奖金奖。该项目创新植物油多元醇结构，开发了高效制备植物油多元醇制造工艺，开发出生物基聚氨酯新材料，广泛用于交通、建筑、电子、家居等领域。
聚氨酯在建筑、电器、家居等众多行业应用广泛，全球市场年生产量约2300万吨，其中，我国年产量超1650万吨。聚氨酯由多元醇和异氰酸酯聚合而得，其原料对石化资源依赖重，部分高端产品进口依存度高，由美国、德国等国外企业把持，产品价格居高不下。
“开发生物基聚氨酯及单体料多元醇可对石化产品形成补充，且高效固碳。”郭凯介绍。然而，生物基聚氨酯全产业链面临着重要挑战，尤其是高性能单体料植物油多元醇产品存在空白，市场现有的多元醇产品难以满足高端应用需求且成本高。与此同时，高效制造植物油多元醇的技术及装备匮乏，传统的釜式反应难以实现高效生产。
为此，郭凯团队以植物油为原料，经官能团衍生活化，开发植物油多元醇系列产品。团队成员、该校生物与制药工程学院副院长方正教授介绍，在此过程中，团队采用微化工及过程放大技术，在温和条件下及较短反应时间内，即能完成相关反应过程，且反应选择性显著提高，使设计的结构能够精准构建，而传统釜式反应无法精确完成此反应过程。
此外，团队通过流场结构设计，实现边界尺度有效外扩，完成单通道万吨产能，结合可控聚合技术，实现系列生物基聚氨酯材料开发及多场景下游的应用。项目合作单位在此基础上建成了年产量达5万吨的生物基聚氨酯多元醇生产线，广泛应用于隧道建设、工程防腐、建材胶粘、电子灌封、家居医护等领域。
