炎陽(yáng)當(dāng)空，這個(gè)夏天充足的水肥日照，讓位于江蘇省南京市六合河王湖畔中華茉莉谷里的野茉莉“鉚足了勁”，為下一季的綻放努力汲取養(yǎng)分。

70公里外的南京林業(yè)大學(xué)，化學(xué)工程學(xué)院博士后談繼淮正帶領(lǐng)科研團(tuán)隊(duì)從上個(gè)盛花期后遺留下的野茉莉籽中提取“寶貝”。

“好一朵美麗的茉莉花，芬芳美麗滿枝丫，又香又白人人夸……”這幾乎是江南男女老少都會(huì)哼唱的地方小調(diào)。素以天賦仙姿、玉骨冰肌聞名的茉莉花，在談繼淮的眼中不僅有極高的“顏值”，“這更是一朵‘金’色的茉莉花，通過我們的技術(shù)，野茉莉籽油‘變身’制備高端生物質(zhì)增塑劑的重要原料，不僅可以做到無毒化、綠色化，更將原料成本直接砍掉了七成”。談繼淮告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》。

尋找有害增塑劑的替代品

談繼淮口中的增塑劑又稱塑化劑，是一類能夠改善高分子材料柔韌性、可塑性、加工性、拉伸性等特性，但不改變其化學(xué)組成的材料共性關(guān)鍵助劑，被廣泛應(yīng)用于航空航天、醫(yī)用器械、汽車制造、薄膜、食品包裝、涂料和電氣絕緣等多個(gè)領(lǐng)域。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球增塑劑市場(chǎng)規(guī)模超過295億美元，用量超過1000萬噸/年，80%以上都是石油基鄰苯二甲酸酯。

“這是一類已經(jīng)被證實(shí)對(duì)人體產(chǎn)生致癌或致畸風(fēng)險(xiǎn)的增塑劑。”談繼淮說，“許多國(guó)家都將其列入‘黑名單’。”開發(fā)能完全替代鄰苯二甲酸酯的高端生物基增塑劑核心制備技術(shù)，已成為實(shí)現(xiàn)我國(guó)塑料產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量、可持續(xù)發(fā)展的重大戰(zhàn)略需求。

談繼淮從碩士研究生開始一直致力于國(guó)產(chǎn)高端增塑劑的研發(fā)。“傳統(tǒng)增塑劑行業(yè)急需找到更環(huán)保、更健康的‘綠色’接班人。我們將目標(biāo)對(duì)準(zhǔn)了完全可再生的生物質(zhì)資源，從中提取具有生物降解性和優(yōu)良塑化性能的生物基增塑劑。”

制備生物基增塑劑的來源比較廣泛，綜合經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、健康等多重維度，談繼淮帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)先后嘗試過蓖麻油、米糠油、妥爾油、橡膠籽油……經(jīng)過上千次實(shí)驗(yàn)，篩選出數(shù)十種油脂，但或因成本太高，或因不符合健康和環(huán)保要求，效果都不盡如人意。

一個(gè)偶然的契機(jī)，南京林業(yè)大學(xué)林學(xué)院教授喻方圓找到談繼淮所在的課題組。喻方圓長(zhǎng)期帶領(lǐng)南京林業(yè)大學(xué)茉莉花產(chǎn)學(xué)研平臺(tái)與中華茉莉谷共建茉莉花種質(zhì)資源基因庫(kù)基地。經(jīng)過十多年的建設(shè)，基地有30萬株花苗，匯集了600余份茉莉花種質(zhì)資源，是南京名副其實(shí)的茉莉花“基因庫(kù)”。

“我們希望打造一個(gè)‘茉莉花+’全產(chǎn)業(yè)鏈，除了賞花采蜜，可以把茉莉樹脂制成藥、葉子做成茶，從花中提取的有效成分還可以做成防曬霜。”喻方圓說。但長(zhǎng)期以來，對(duì)于野茉莉在盛花期后留下的大量花籽，團(tuán)隊(duì)始終沒有找到適合的“出路”。

野茉莉籽化身綠色增塑劑原料

“我們做了一個(gè)小實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)野茉莉籽中的含油量非常高，約為40%。”南京林業(yè)大學(xué)林產(chǎn)化學(xué)與加工工程專業(yè)博士生余敏說，“或許可以嘗試一下用野茉莉籽作為生物基增塑劑的制備原料。”

團(tuán)隊(duì)將花籽經(jīng)化學(xué)反應(yīng)后提取種子油，加入特種醇醚，并首創(chuàng)了多羧酸醚酯結(jié)構(gòu)，建立了增容基團(tuán)與材料相互作用的機(jī)制，成功確定影響植物基增塑劑相容性的關(guān)鍵因子，創(chuàng)建結(jié)構(gòu)和性能可調(diào)的新型植物油基增塑劑體系，建立分子動(dòng)力學(xué)模型。這樣一來，材料的增塑性能可提升3倍，抗遷移性提升6倍，原料成本則下降了至少70%。

“最關(guān)鍵的是，在整個(gè)制備過程中，我們創(chuàng)制了高效循環(huán)的催化劑。”南京林業(yè)大學(xué)材料與化工專業(yè)研究生齊維君解釋，“傳統(tǒng)的催化劑，使用一次就要加一次堿進(jìn)行中和，而我們的工藝能夠?qū)崿F(xiàn)多次循環(huán)、重復(fù)利用，在保證產(chǎn)物高純度的同時(shí)，也能最大程度降低生產(chǎn)過程中‘三廢’的排放量。”

目前，談繼淮帶領(lǐng)的這支由南京林業(yè)大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院研究生組成的科創(chuàng)團(tuán)隊(duì)已申請(qǐng)專利16項(xiàng)，產(chǎn)品在全國(guó)12家企業(yè)進(jìn)行推廣，首獲訂單1600余萬元。

1畝地可以產(chǎn)出近300斤的野茉莉籽油，1噸油可用于2.5噸增塑劑產(chǎn)品的制造……談繼淮算了一筆賬，“全國(guó)預(yù)計(jì)供油量30萬噸/年，這樣至少能夠產(chǎn)出75萬噸的高端生物質(zhì)增塑劑，差不多和全年進(jìn)口量齊平。真是一朵香飄萬里的‘金’茉莉!”

關(guān)鍵詞： 有害增塑劑 白色茉莉花 綠色增塑劑 多羧酸醚酯結(jié)構(gòu)