一直以來由日本壟斷的聚氨酯水凝膠材料，如今首次實現了國產化。近日，中科院青島生物能源與過程研究所生物基及仿生高分子團隊成功開發出新型聚氨酯水凝膠，不僅吸水能力強，而且具有較高的機械強度，可廣泛應用于荒漠化治理、邊坡生態防護、水土流失防治等領域。
目前，聚氨酯材料是皮革、塑料、涂料等行業內的重要原材料之一，雖然應用領域廣泛，但用于水土流失防治領域的聚氨酯材料一直依賴日本進口，價格高昂的同時也制約了產業的發展。如今，新材料的“誕生”有望打破國外長期壟斷，不僅可以降低成本，加速推向產業化，在可預期的將來有望實現可降解，“進化”為環保型材料。與日本進口60000元/噸的材料相比，新材料20000元/噸的成本價無疑為市場的推廣開啟了“快車道”。
“高能低價”略勝進口產品
人們生活中熟悉的沙發、座墊、冰箱等，很多都“摻雜”了聚氨酯材料。作為一種傳統的有機高分子材料，聚氨酯被譽為“第五大塑料”，產品被廣泛應用于化工、電子、紡織、醫療、建筑、航空等領域。
通常來說，普通的聚氨酯材料每噸的價格約為20000元，利潤率相對較低。由于市場競爭激烈，有些商家為了節省成本，在施工的時候偷工減料，從而引發了低端市場的惡性競爭。
與普通的聚氨酯材料不同，聚氨酯水凝膠長期以來一直被日本所壟斷，高昂的價格也限制了其應用領域的拓展。“一開始我們只想復制日本的技術，沒想到在研發的過程發現了意外的驚喜。”中科院青能所生物基材料重點實驗室副主任萬曉波告訴記者，“與進口材料相比，我們自主研發的新材料使用了不同的‘配方’，簡化了制作步驟，而且成本相對更低，成本價大約為20000元/噸。”
與進口材料60000元/噸的價格相比，新材料的成本價大約降低了30%。如果市場價賣到40000元，利潤就可以達到100%。“配方”更簡單、成本價更低、效果與進口材料基本一致，這三把“利劍”在打消人們疑慮的同時，也為新材料的推廣掃清了不少“障礙”。
青島企業“催生”新型材料
無論從哪個角度來看，新材料的優勢都很明顯，目前還處于小試階段的聚氨酯水凝膠，在起步階段就得到了青島某環?？萍脊镜闹С?。“我們的工作正是面向該公司的需求展開的，沒有該企業的支持，就不會有這個項目?；诂F在的研究進展，該公司準備進一步進行‘定制式’生產，用于邊坡修復，河北也有企業與我們正在探討開展大規模生產。”萬曉波告訴記者，“目前我們的生產能力是每次生產1公斤，只要做到噸級就可以進入規?；茝V。如果年產300噸的話，每年的產值將突破千萬元。”
還沒有規?；a，就吸引不少企業紛紛“下訂單”，由此看來，新材料的應用前景不可小覷。“1毫升的聚氨酯水凝膠，最多可以鎖住40毫升的水；1平方厘米的聚氨酯水凝膠可以承受10公斤的重量。”萬曉波現場給記者做了一個小實驗。1毫升的聚氨酯水凝膠被盛放在一個小試管中，添加了15毫升的水后，一開始該混合物呈液體狀，搖勻后幾分鐘，試管中的液體竟然變成了凝膠狀，觸摸的感覺好像棉花糖，即使把試管倒過來也可以呈現“倒杯不灑”。
萬曉波告訴記者，施工的時候，如果在土層上按照1:15或者1:20的比例，將水和聚氨酯水凝膠進行混合，就可以形成膠狀物體形成“鎖水”的功效，從而進行邊坡生態防護，防止水土流失。
有望優化為可降解材料
作為一種高端材料，聚氨酯水凝膠受生產限制相對較小，方便市場規模化推廣。然而，美中不足的是，現在的新材料還無法實現可降解，雖然按照1:30的比例來算，使用量很小，但長遠來看也會對環境造成一定的“傷害”。
對此，萬曉波打算進一步研發，將其優化成可降解、無污染的材料。“既然掌握了技術，我們希望能將新材料形成系列化，開發出一代、二代產品，每代產品都有不同的特點和屬性。”萬曉波告訴記者，除了可降解的環保材料之外，醫用材料也是下一步的研發方向。“下一步可以借助新材料的鎖水能力和高強度，開發可植入人體組織架構的醫用材料、骨骼修復材料等，由工業用材料延伸至醫用材料領域。”醫用材料相對工業用材料來說，研發周期更長、成本價格也更高，但也有著廣闊的發展空間。
萬曉波表示，“通過對現有材料的優化，我們將進一步提高新材料的保水量和機械強度，并同時優化貯存期、抗氧化及抗紫外等性能，爭取盡快進入規?；a。在實現規?；茝V的同時，可降解將是接下來的研究方向。”隨著環境保護的呼聲日益高漲，研究開發出環保且性價比高的聚氨酯材料已經成為相關行業的迫切需求，聚氨酯水凝膠也將在激烈的市場競爭中占有一席之地。
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