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【科技改變林業】宋湛謙:一生心系“中國松香”

來源:院辦 時間:2018-10-22 21:55:00

中國綠色時報2018年10月22日訊


  在我國林產化工界,提到宋湛謙院士的名字,人們無不肅然起敬。自大學畢業至今,他始終奮戰在林產化學工業研究的第一線,是我國松脂化學利用及其工程化開發的開拓者。


  采訪宋湛謙院士并不容易,各種科研項目的評審,各種日常會議的召集,他的日程總是滿滿當當。但是一坐下來,談起林業科學事業的發展以及自己對科學研究的感悟,他便是滔滔不絕。科學家的廣闊思維和愛國激情讓人動容。



  機緣巧合“情定”松香


  談起自己的人生經歷,宋湛謙用了“機遇”這個詞來描述。


  宋湛謙祖籍江蘇,后舉家遷往北京,不久考上中國科學技術大學高分子化學系。高分子化學是一門應用十分廣泛的學科,然而令宋湛謙沒有想到的是,兩次陰差陽錯步入了松香研究天地,隨后一發不可收拾。


  1964年,大學畢業的宋湛謙被分配到中國林業科學研究院木材所做膠黏劑研究,后來由于國家規定大學生要去基層鍛煉一年,院里便派他去了上海一家木材廠的膠黏劑車間。


  一年時間快到了,宋湛謙即將返京,而中國林科院南京林化所此時向院里申請要一個高分子化學專業的畢業生。院里一看宋湛謙的檔案上寫的是江蘇人,于是就“善解人意”地把他分配到了南京林化所。


  而實際上,那時宋湛謙的父母已經在北京生活幾年了。盡管如此,宋湛謙二話沒說,鍛煉結束后就直接到林化所報到了。用宋湛謙的話說“一個小差錯就到了南京”。


  隨后的54年里,宋湛謙便一直從事林產資源化學利用研究,尤其是松脂的化學利用。


  宋湛謙告訴記者,松脂是一種可再生的林業資源。經過化工,可以得到松香和松節油,它們都是重要的化工原材料,據統計,有400多種用途,涉及造紙、電子、油墨、合成橡膠、食品、膠粘劑、醫藥、農藥香料等行業。就在上世紀60年代以前,我國松香和松節油原料都是直接使用的,沒有深加工產品研發。國家一直低價出口原料,高價進口外國人用我們的原料制成的深加工產品。


  “我對這種事情很不服氣。”宋湛謙記得,20世紀60年代,結核病是不治之癥,進口藥十分昂貴。宋湛謙的父親就和同事合成了新藥異煙肼。異煙肼治好了許多的結核病,這使宋湛謙很受啟發。他決心要像父親那樣,研制出中國自己的松香深加工產品。


宋湛謙在辦公室


  頭腦風暴聚焦“松香”


  責任、使命、國家利益,在宋湛謙心中始終重千斤。


  20世紀60年代,我國油墨工業存在著油墨干燥速度不適應當時進口的新型印刷機高速運轉問題。報紙送到讀者手中,一不小心就會把手弄得黑乎乎的。造成油墨干燥速度慢的主要原因就是油墨中的松香質量不過關。


  1968年,作為課題組長,宋湛謙決心要解決油墨問題。他選準了“聚合松香研制與應用”這一課題,將松香聚合軟化點從75℃增至115℃。使用新型聚合松香制成的油墨,印刷出來的報紙不僅干燥快,還提高了光亮度。同時,這項成果還為我國發展彩色油墨工業提供了國產原料。這也是我國第一個松香深加工產品,獲得了1978年全國科學大會獎。


  接著,宋湛謙又轉向歧化松香和氫化松香的生產工藝研究。


  歧化松香是合成橡膠的聚合乳化劑。20世紀70年代,我國向國外學習,用固定床工藝生產歧化松香,產品質量長期不穩定,影響合成橡膠生產。宋湛謙和團隊成員創新思維,采用懸浮床工藝生產歧化松香,經過努力,其質量達到了當時國外的先進水平,也改進了合成橡膠的質量。


  同時,對松香進行歧化處理,需要用鈀做催化劑,鈀比白金還貴。但是,當時國內面臨著鈀催化劑回收困難的技術難關,損失極大。宋湛謙又主持了“廢鈀催化劑回收”的項目,提出還原法工藝,用中性氨鹽代替強酸溶解,攻克了回收設備腐蝕鈀的難題。鈀的回收率達到93%,處于國際先進水平。一家工廠采用這種工藝,一年收益百萬元。


  1974年,宋湛謙團隊又攻克了氫化松香深加工生產難題,開發出連續加氫技術,并實現自動化生產,為我國膠黏劑工業提供優質增粘樹脂。“我們的生產工藝和產品質量都達到了美國同類產品的水平,成為美國在國際市場上強有力的競爭對手。”宋湛謙回憶,這是我國第一個出口的松香深加工產品。1985年,該項目獲得了國家科技進步二等獎。


宋湛謙在指導研究生


  松香“升華”適應多方需要


  上個世紀七八十年代,我國松脂深加工產品型號較少,不能滿足多方需求,宋湛謙便提出產品必須系列化。


  1986年,宋湛謙主持研制10多種氫化松香脂類系列產品,滿足了膠黏劑、電子、涂料等行業不同需要,并列為國家級星火推廣項目。他還首創加壓酯化工藝,制成液體樹脂。


  與此同時,宋湛謙和他的團隊在松香的脫色研究方面也取得了引人注目的成績。松香產品諸如化妝品一類的產品使用中,要求不能有顏色。但松香的本色較深,且放置時間越久,受到氧化作用影響顏色越深。


  為了解決這一問題,1991年,宋湛謙主持“淺色松香松節油增粘樹脂系列產品研發”項目,提出了特殊工藝條件,并設計新型反應器,縮短反應時間,減低催化劑用量,使得率增加了20%,色澤由8號淺化至2-4號并制成14種產品,質量達到國外先進水平,代替了進口。


  宋湛謙還根據市場需求和國際趨勢,提出異構化和高壓氫化工藝,制成無色松香,成為我國繼日本后第二個具有該技術的國家。無色松香的研制成功,為下游產品淺色化創造了條件。


  口香糖和各種飲料里含有食品級松香酯。口香糖的膠質,飲料中的混濁劑、保香劑都離不開松香酯,而這種松香原料,日本90%都要從中國進口,每噸售價500美元。可中國的松香酯不過關,要從日本進口,日本就用中國的原料做出很多種不同用途的專用松香,反過來再高價賣給中國。僅食用級松香酯,每噸4500美元。


  宋湛謙用高真空蒸餾新工藝和后處理方法,設計新型酯化釜,使中國的食品級松香酯產品在衛生指標、口感、色澤等方面均優于國外先進指標,價格卻只為進口的四分之一,產品至今還出口日本。


  到上世紀80年代末,我國已經能生產發達國家的松香改性產品的主要品種。松脂的深加工產品從依賴進口變成能夠出口。


宋湛謙在修改論文


  從中國制造到中國創造


  創新能力已經成為全球企業獲得巨額利潤的唯一來源,宋湛謙懂得這一點。他認為,“因為有了創新,日本的電視、美國的電腦,紛紛來搶占中國的市場,所以我們不能夠閉關自守。”


  面對從仿制國外的松脂深加工產品,到自己能夠生產,宋湛謙并不滿足。20世紀90年代起,宋湛謙的松脂科研事業涉及到更廣的行業和領域。他帶領同事,創新開發國外沒有,但能適應市場需求的創新產品。


  宋湛謙率先提出松香深加工與精細化工相結合的思路,通過研究分子機構及性能關系,設計新分子模型,解決了技術難題,創制了市場需要的精細化學品。他先后研制成功松香類表面活性劑、農藥增效劑、殺蟲劑、阻燃劑等10多種產品,申報并授權國內外發明專利50余項。


  電腦板卡、電視線路板,成千上萬個元器件的焊接,都需要松香作助劑。我國每年進口電子工業助劑要花費7000萬美元。宋湛謙提出提高松香純度,改進電學性能的觀點。他主持電子工業用改性松香系列產品研制項目,提出精致工藝,用所得產品制成助焊劑,使自動化焊接更加快捷牢固,適應了高速自動化焊接的要求,替代了進口產品。這一成功應用在許多高新技術產品中,包括用于“神舟五號”載人飛船。


  后來,他又創造電子儀器關鍵原件--熱熔斷器用松香樹脂,經美國權威機構測試,證明性能超過日本石油產品。


  宋湛謙還將有機化學轉移催化應用于松節油改性,生產出一種農藥增效劑。在農藥中添加少量這種增效劑,就可以起到增強藥效的作用。日本生產一種殺蟲氣霧增效劑,進口價格為每噸15萬元。而他們的產品,每噸只要6萬元。


  1995年,他主持松香類表面活性劑系列產品研制。根據分子結構相似的特點,宋湛謙提出用“松香酸分子中引入與脂肪酸類表面活性劑結構相似的官能團,制成表面活性劑”的觀點,創制出6種松香類表面活性劑,填補了我國表面活性劑品種少、原料缺乏的空白。為此,他獲得了8項國家專利和1項國際專利。


  為了環境和生態,他主持的顯微鏡浸油系列產品研制,將深加工的副產品制成顯微鏡頭用浸漬油,代替了進口石油產品。一家工廠將該產品與其顯微鏡配套出口,每年創匯200萬美元。


  如今,我國已由一個松脂生產大國,成為松脂技術大國。作為該領域的開拓者,宋湛謙的重要貢獻不言而喻。


  用創新思維締造未來林業科技


  談到未來林業科技發展,宋湛謙認為,“無論是林業還是其他行業,科研之路都離不開創新。科技創新包括科學創新與技術創新兩個方面,也就是基礎研究和應用研究兩個方面。只有把兩個方面有效結合起來,才能實現總體上的科技創新的持續發展,不可偏廢。”


  從松香初級產品,到高科技產品,宋湛謙帶領研究人員走過了50多年的艱辛歷程。他主持完成國家、部省級項目40項,研制出30多種深加工產品,部分填補了國內空白,替代了進口產品,先后獲得國家科技進步獎二等獎等一系列重要獎項。


  宋湛謙也是科學界公認的伯樂,他認為,在現代條件下,技術創新都是集體攻關、團隊協作的結晶。宋湛謙說,“一個人水平再高,能力再強,也很難獨立完成任何項目。我從來不主張出單兵作戰的孤膽英雄,從來不贊成搞個人英雄主義。”


  宋湛謙要求每一位年輕人都有當項目主持的課題和撰寫署名第一的論文。年輕人的申報書和學術論文修改常是他的事。他領導的課題組曾有連續8年被評為中國林科院先進集體的記錄。


  如今,已是古稀之年的宋湛謙,每天仍從事著他熱愛的科研工作,同時主持著數個科研項目,只是他的研究范圍已經跳出松香領域,把目光投向了生物農藥和生物質資源的利用方面。在全球注重綠色節能環保的大背景下,這一新的領域蘊含著無限的潛力,相信其將成為宋湛謙和他的團隊又一次大顯身手的機遇。


 

人物檔案


  宋湛謙,原籍江蘇蘇州,1942年生于上海。我國松脂化學利用及其工程化開發的開拓者,中國工程院院士,中國林科院首席科學家,林產化學工業研究所研究員,博士生導師,南京林業大學兼職教授,享受國務院特殊津貼;任中國林學會林產化學化工分會理事長、國家林草局專家咨詢委員會委員、國家林草局林產化學工程重點開放性實驗室學術委員會主任、國務院學位委員會學科評議組負責人、《林產化學與工業》主編。


  主持完成國家自然科學基金4項,國家攻關、“863”項目及省部級科研項目40余項,出版《中國松脂特征與松屬分類》專箸1部,參編2部;發表學術論文400多篇,SCI、EI引用200多篇,獲國內外發明專利20項,獲國家、部省級科技進步獎16項。


  作者:劉斯文 王建蘭 宋平


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