项目名称：为塑料增加可视化可调控光降解功能的变革性新填料
转移转化方式：R转让 R许可 R作价入股 R其他
技术成熟度：□实验室 R小试 □中试 □小批量生产 □工业化生产
技术领域：□人工智能 □生物医药 R新材料 R节能环保 □其他
华东师范大学
| 1. 项目总体介绍:1.1背景介绍塑料被广泛应用于各行各业，是事关国计民生的重要材料。由于传统塑料的高稳定性，导致塑料废弃物在环境中稳定存在，污染环境，阻碍可持续发展。限塑令的推出展示了国家治理塑料污染的决心，现有技术瓶颈也造成了实施限塑令面临的两难困境：传统不可生物降解塑料市场占有率>99%，限制其使用即面临着影响国计民生的风险；可生物降解塑料产能远远落后，并且存在机械性能、稳定性、气体阻隔性差等问题，无法全面替代传统不可生物降解塑料。提高传统不可生物降解塑料的可降解性，有望突破限塑令面临的两难困境，助力限塑令的成功推进，保障国计民生，促进可持续发展。功能填料在提高传统塑料的可降解性方面具有潜力，这是由于在塑料领域，功能填料被广泛使用并且投加工艺成熟。理想的提高塑料可降解性的功能填料需要同时具有以下三种功能：高稳定性、高降解性以及活性可视化功能。功能填料的高稳定性保证塑料在货架期时具有稳定的物化性质，完成塑料的使用功能；功能填料的高降解性保证塑料在被废弃后具有高效的降解活性，实现塑料的环境友好功能；功能填料的活性可视化功能可以通过颜色变化向消费者展示塑料是处于稳定期还是降解期，实现塑料活性变化的可视化。现有的热敏剂、光敏剂功能填料无法满足填料三大功能中的高降解性和活性可视化功能；现有的光催化剂功能填料无法满足填料三大功能中的高稳定性和活性可视化功能。总之现有填料无法同时具备高稳定性、高降解性以及活性可视化功能，这极大地阻碍了提高传统塑料可降解性技术的发展，无法助力限塑令突破现在面临的两难困境，增加了传统塑料产业的发展压力，影响了国计民生。1.2技术要点及实现方式本技术团队首次提出并成功制备了新型光降解功能填料，该填料同时具有高稳定性、高降解活性以及活性可视化三大功能。该新型光降解功能填料可以为传统塑料增加可调控可视化的光降解功能。含有该新型光降解功能填料的塑料具有时间长度可以调控的稳定期，保障塑料的使用功能；含有该新型光降解功能填料的塑料被废弃后，在光照情况下可以快速降解。由于该填料在具有高稳定性时为蓝色，在具有高降解活性时为白色，该功能使得相应的塑料制品同时具有可视化的光降解功能。前期研究结果表明，在新型光降解功能填料的投加量为9 wt%时，低密度聚乙烯塑料（LDPE）在紫外光照射下具有19天的稳定期，并且在稳定期期间LDPE为蓝色，19天后LDPE由蓝色转变为白色并且开始降解，减重速率常数为12.47 mg/h，降解速率与含有公认的活性最高的商品光降解填料TiO2 P25的LDPE相媲美。该新型光降解功能填料易于推广应用。该新型光降解功能填料可以使用现有的填料投加工艺，与塑料母粒混合制备具有可视化可调控光降解功能的塑料制品，无需额外增加投加设备，对已有塑料制品加工工艺友好，极大地降低了塑料技术的革新成本。该新型光降解功能填料的制备工艺简单，主要涉及传统的搅拌、分离、低温烘干（不高于50 ℃）及研磨工艺，风险低、能耗低、对操作人员技术要求低，有利于新型光降解功能填料的工业化生产。该新型光降解功能填料以光催化剂为核心材料，通过调控光生活性物质来控制该功能填料的稳定期与降解期。由于光生活性物质对塑料降解具有广泛应用性，因此该新型光降解功能填料可以被广泛用来提高传统不可生物降解塑料的可降解性。该新型光降解功能填料是一种颠覆性技术，可以解决传统不可生物降解塑料降解缓慢的问题，通过可调控可视化的方式为传统塑料增加可光降解性，缓解限塑令下塑料产业面临的严峻考验，助力限塑令的顺利推进及落实，保障并提高塑料产业就业，保障国计民生，促进可持续发展。 | |
| 2. 技术创新点:本技术团队首次提出并成功制备了新型光降解功能填料，该填料同时具有稳定期可以调控的高稳定性、高降解活性以及活性可视化四大功能。（1）含有该新型光降解功能填料的塑料具有高稳定性，保障塑料的使用功能；（2）该新型光降解功能填料可以为传统塑料增加时间长度可调控的稳定期，满足不同使用场景对塑料制品稳定期的多样化需求；（3）含有该新型光降解功能填料的塑料被废弃后，在光照情况下可以快速降解，实现塑料制品被废弃后的环境友好功能；（4）该填料在具有高稳定性时为蓝色，在具有高降解活性时为白色，该功能使得相应的塑料制品同时具有可视化的光降解功能，消费者可以通过颜色分辨塑料是处于稳定期还是降解期。 | |
| 3. 知识产权归属及相关专利说明: 无 | |
| 4.商业化概述 (市场前景):（1）该新型光降解功能填料易于推广应用。该新型光降解功能填料可以使用现有的填料投加工艺，与塑料母粒混合制备具有可视化可调控光降解功能的塑料制品，无需额外增加投加设备，对已有塑料制品加工工艺友好，极大地降低了塑料技术的革新成本。（2）该新型光降解功能填料的制备工艺简单，主要涉及传统的搅拌、分离、低温烘干（不高于50 ℃）及研磨工艺，风险低、能耗低、对操作人员技术要求低，有利于新型光降解功能填料的工业化生产。（3）该新型光降解功能填料具有经济竞争优势，易于被市场接受。基于原材料成本来粗略估计成本，如果该新型光降解功能填料投加量为10%，树脂为90%，以低密度聚乙烯（LDPE）为例，与原始低密度聚乙烯相比，光降解低密度聚乙烯的成本提高<35%，该成本远低于可生物降解塑料相成本；而且通过进一步优化合成工艺以及再循环反应物，光降解聚乙烯的成本可与原始聚乙烯成本相媲美。（4）目前全球塑料年产量3亿吨，并且到2025年预计达到5亿吨。2020年塑料市场规模5797亿美元，塑料填料市场规模250亿美元。其中传统不可生物降解塑料相关市场规模占比>99%。该新型光降解功能填料有望凭借其技术先进性打入市场规模250亿美元的塑料填料市场，撬动市场规模为5797亿美元的塑料市场，具有可观的经济效益。（5）该技术契合限塑令颁布情况下国家及塑料产业对新技术的迫切需求，可以助力限塑令突破现在面临的两难困境，具有良好的科技成果转化政策支持环境，有利于科技成果转化。如果该新型光降解功能填料得以推广应用，则该技术可对塑料产业现状带来变革性变化。解决现有传统塑料产业面临的经营危机，传统塑料产业从业人员面临的职业危机，国家相关行业面临的无有效替代材料的发展危机，可持续发展面临的环境污染危机。同时该技术的完全自主知识产权以及其国际先进性为国家增加技术创新优势，进一步助力国计民生发展。 | |
| 5. 优先使用产业领域及地方区域:优先使用在医用塑料、包装、农业、日用品领域；使用的地区：全国范围。本技术既适用于不可降解塑料，又适用于生物可降解塑料。 | |
| 6. 初步意向交易方式及金额:面议 | |
| 7.行业状况塑料被广泛应用于经济社会生产生活的方方面面，是一种重要的基础材料。我国是塑料原料生产、制品生产和消费的大国。2020年我国塑料产量为1亿多吨，生物可降解塑料产量50万吨。由此可见传统的不可生物降解塑料对塑料市场具有重要贡献，并且由于生物可降解塑料存在机械性能差以及热稳定性差等问题，无法全面替代不可生物降解塑料。因此限塑令的实施面临着无法调节可持续发展与国计民生之间冲突的瓶颈问题。国家发展改革委、生态环境部印发《“十四五”塑料污染治理行动方案》中提出的主要任务之一就是加大可降解塑料关键核心技术攻关和成果转化，不断提升产品质量和性能，降低应用成本。中国塑料加工行业处于转型升级的关键阶段，可降解塑料将迎来重大的发展机遇。功能填料有望成为构建高性能低成本可降解塑料的关键技术，有望将现有的不可生物降解塑料转化为可降解塑料。本技术团队研发的功能填料不仅能保障塑料在货架期时的稳定性，还能提高塑料在废弃期时的降解活性，同时使得塑料的稳定期和降解期具有可分辨性，提高了光降解塑料的实用性。并且含有本技术团队功能填料的光降解低密度聚乙烯塑料膜成本有望与传统低密度聚乙烯塑料膜成本相当，远低于生物可降解塑料。本技术团队研发的功能填料不仅能提升产品的性能，还能降低应用成本，且能够应用于多种塑料中，支持国家突破限塑令面临的瓶颈，助力可持续发展。 | |
| 展示方式：R实物（或模型） R展板图文 □多媒体演示 | |
| 展示要求：无现场演示；60 cm*120 cm左右的展台（足够放下展品：2个40 cm*20 cm展品，3个展示瓶），展报尺寸为90 cm*120 cm；展位灯光充足，有展位导引标识。 |