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【科技改变林业】宋湛谦:一生心系“中国松香”

来源:院办 时间:2018-10-22 21:55:00

中国绿色时报2018年10月22日讯


  在我国林产化工界,提到宋湛谦院士的名字,人们无不肃然起敬。自大学毕业至今,他始终奋战在林产化学工业研究的第一线,是我国松脂化学利用及其工程化开发的开拓者。


  采访宋湛谦院士并不容易,各种科研项目的评审,各种日常会议的召集,他的日程总是满满当当。但是一坐下来,谈起林业科学事业的发展以及自己对科学研究的感悟,他便是滔滔不绝。科学家的广阔思维和爱国激情让人动容。



  机缘巧合“情定”松香


  谈起自己的人生经历,宋湛谦用了“机遇”这个词来描述。


  宋湛谦祖籍江苏,后举家迁往北京,不久考上中国科学技术大学高分子化学系。高分子化学是一门应用十分广泛的学科,然而令宋湛谦没有想到的是,两次阴差阳错步入了松香研究天地,随后一发不可收拾。


  1964年,大学毕业的宋湛谦被分配到中国林业科学研究院木材所做胶黏剂研究,后来由于国家规定大学生要去基层锻炼一年,院里便派他去了上海一家木材厂的胶黏剂车间。


  一年时间快到了,宋湛谦即将返京,而中国林科院南京林化所此时向院里申请要一个高分子化学专业的毕业生。院里一看宋湛谦的档案上写的是江苏人,于是就“善解人意”地把他分配到了南京林化所。


  而实际上,那时宋湛谦的父母已经在北京生活几年了。尽管如此,宋湛谦二话没说,锻炼结束后就直接到林化所报到了。用宋湛谦的话说“一个小差错就到了南京”。


  随后的54年里,宋湛谦便一直从事林产资源化学利用研究,尤其是松脂的化学利用。


  宋湛谦告诉记者,松脂是一种可再生的林业资源。经过化工,可以得到松香和松节油,它们都是重要的化工原材料,据统计,有400多种用途,涉及造纸、电子、油墨、合成橡胶、食品、胶粘剂、医药、农药香料等行业。就在上世纪60年代以前,我国松香和松节油原料都是直接使用的,没有深加工产品研发。国家一直低价出口原料,高价进口外国人用我们的原料制成的深加工产品。


  “我对这种事情很不服气。”宋湛谦记得,20世纪60年代,结核病是不治之症,进口药十分昂贵。宋湛谦的父亲就和同事合成了新药异烟肼。异烟肼治好了许多的结核病,这使宋湛谦很受启发。他决心要像父亲那样,研制出中国自己的松香深加工产品。


宋湛谦在办公室


  头脑风暴聚焦“松香”


  责任、使命、国家利益,在宋湛谦心中始终重千斤。


  20世纪60年代,我国油墨工业存在着油墨干燥速度不适应当时进口的新型印刷机高速运转问题。报纸送到读者手中,一不小心就会把手弄得黑乎乎的。造成油墨干燥速度慢的主要原因就是油墨中的松香质量不过关。


  1968年,作为课题组长,宋湛谦决心要解决油墨问题。他选准了“聚合松香研制与应用”这一课题,将松香聚合软化点从75℃增至115℃。使用新型聚合松香制成的油墨,印刷出来的报纸不仅干燥快,还提高了光亮度。同时,这项成果还为我国发展彩色油墨工业提供了国产原料。这也是我国第一个松香深加工产品,获得了1978年全国科学大会奖。


  接着,宋湛谦又转向歧化松香和氢化松香的生产工艺研究。


  歧化松香是合成橡胶的聚合乳化剂。20世纪70年代,我国向国外学习,用固定床工艺生产歧化松香,产品质量长期不稳定,影响合成橡胶生产。宋湛谦和团队成员创新思维,采用悬浮床工艺生产歧化松香,经过努力,其质量达到了当时国外的先进水平,也改进了合成橡胶的质量。


  同时,对松香进行歧化处理,需要用钯做催化剂,钯比白金还贵。但是,当时国内面临着钯催化剂回收困难的技术难关,损失极大。宋湛谦又主持了“废钯催化剂回收”的项目,提出还原法工艺,用中性氨盐代替强酸溶解,攻克了回收设备腐蚀钯的难题。钯的回收率达到93%,处于国际先进水平。一家工厂采用这种工艺,一年收益百万元。


  1974年,宋湛谦团队又攻克了氢化松香深加工生产难题,开发出连续加氢技术,并实现自动化生产,为我国胶黏剂工业提供优质增粘树脂。“我们的生产工艺和产品质量都达到了美国同类产品的水平,成为美国在国际市场上强有力的竞争对手。”宋湛谦回忆,这是我国第一个出口的松香深加工产品。1985年,该项目获得了国家科技进步二等奖。


宋湛谦在指导研究生


  松香“升华”适应多方需要


  上个世纪七八十年代,我国松脂深加工产品型号较少,不能满足多方需求,宋湛谦便提出产品必须系列化。


  1986年,宋湛谦主持研制10多种氢化松香脂类系列产品,满足了胶黏剂、电子、涂料等行业不同需要,并列为国家级星火推广项目。他还首创加压酯化工艺,制成液体树脂。


  与此同时,宋湛谦和他的团队在松香的脱色研究方面也取得了引人注目的成绩。松香产品诸如化妆品一类的产品使用中,要求不能有颜色。但松香的本色较深,且放置时间越久,受到氧化作用影响颜色越深。


  为了解决这一问题,1991年,宋湛谦主持“浅色松香松节油增粘树脂系列产品研发”项目,提出了特殊工艺条件,并设计新型反应器,缩短反应时间,减低催化剂用量,使得率增加了20%,色泽由8号浅化至2-4号并制成14种产品,质量达到国外先进水平,代替了进口。


  宋湛谦还根据市场需求和国际趋势,提出异构化和高压氢化工艺,制成无色松香,成为我国继日本后第二个具有该技术的国家。无色松香的研制成功,为下游产品浅色化创造了条件。


  口香糖和各种饮料里含有食品级松香酯。口香糖的胶质,饮料中的混浊剂、保香剂都离不开松香酯,而这种松香原料,日本90%都要从中国进口,每吨售价500美元。可中国的松香酯不过关,要从日本进口,日本就用中国的原料做出很多种不同用途的专用松香,反过来再高价卖给中国。仅食用级松香酯,每吨4500美元。


  宋湛谦用高真空蒸馏新工艺和后处理方法,设计新型酯化釜,使中国的食品级松香酯产品在卫生指标、口感、色泽等方面均优于国外先进指标,价格却只为进口的四分之一,产品至今还出口日本。


  到上世纪80年代末,我国已经能生产发达国家的松香改性产品的主要品种。松脂的深加工产品从依赖进口变成能够出口。


宋湛谦在修改论文


  从中国制造到中国创造


  创新能力已经成为全球企业获得巨额利润的唯一来源,宋湛谦懂得这一点。他认为,“因为有了创新,日本的电视、美国的电脑,纷纷来抢占中国的市场,所以我们不能够闭关自守。”


  面对从仿制国外的松脂深加工产品,到自己能够生产,宋湛谦并不满足。20世纪90年代起,宋湛谦的松脂科研事业涉及到更广的行业和领域。他带领同事,创新开发国外没有,但能适应市场需求的创新产品。


  宋湛谦率先提出松香深加工与精细化工相结合的思路,通过研究分子机构及性能关系,设计新分子模型,解决了技术难题,创制了市场需要的精细化学品。他先后研制成功松香类表面活性剂、农药增效剂、杀虫剂、阻燃剂等10多种产品,申报并授权国内外发明专利50余项。


  电脑板卡、电视线路板,成千上万个元器件的焊接,都需要松香作助剂。我国每年进口电子工业助剂要花费7000万美元。宋湛谦提出提高松香纯度,改进电学性能的观点。他主持电子工业用改性松香系列产品研制项目,提出精致工艺,用所得产品制成助焊剂,使自动化焊接更加快捷牢固,适应了高速自动化焊接的要求,替代了进口产品。这一成功应用在许多高新技术产品中,包括用于“神舟五号”载人飞船。


  后来,他又创造电子仪器关键原件--热熔断器用松香树脂,经美国权威机构测试,证明性能超过日本石油产品。


  宋湛谦还将有机化学转移催化应用于松节油改性,生产出一种农药增效剂。在农药中添加少量这种增效剂,就可以起到增强药效的作用。日本生产一种杀虫气雾增效剂,进口价格为每吨15万元。而他们的产品,每吨只要6万元。


  1995年,他主持松香类表面活性剂系列产品研制。根据分子结构相似的特点,宋湛谦提出用“松香酸分子中引入与脂肪酸类表面活性剂结构相似的官能团,制成表面活性剂”的观点,创制出6种松香类表面活性剂,填补了我国表面活性剂品种少、原料缺乏的空白。为此,他获得了8项国家专利和1项国际专利。


  为了环境和生态,他主持的显微镜浸油系列产品研制,将深加工的副产品制成显微镜头用浸渍油,代替了进口石油产品。一家工厂将该产品与其显微镜配套出口,每年创汇200万美元。


  如今,我国已由一个松脂生产大国,成为松脂技术大国。作为该领域的开拓者,宋湛谦的重要贡献不言而喻。


  用创新思维缔造未来林业科技


  谈到未来林业科技发展,宋湛谦认为,“无论是林业还是其他行业,科研之路都离不开创新。科技创新包括科学创新与技术创新两个方面,也就是基础研究和应用研究两个方面。只有把两个方面有效结合起来,才能实现总体上的科技创新的持续发展,不可偏废。”


  从松香初级产品,到高科技产品,宋湛谦带领研究人员走过了50多年的艰辛历程。他主持完成国家、部省级项目40项,研制出30多种深加工产品,部分填补了国内空白,替代了进口产品,先后获得国家科技进步奖二等奖等一系列重要奖项。


  宋湛谦也是科学界公认的伯乐,他认为,在现代条件下,技术创新都是集体攻关、团队协作的结晶。宋湛谦说,“一个人水平再高,能力再强,也很难独立完成任何项目。我从来不主张出单兵作战的孤胆英雄,从来不赞成搞个人英雄主义。”


  宋湛谦要求每一位年轻人都有当项目主持的课题和撰写署名第一的论文。年轻人的申报书和学术论文修改常是他的事。他领导的课题组曾有连续8年被评为中国林科院先进集体的记录。


  如今,已是古稀之年的宋湛谦,每天仍从事着他热爱的科研工作,同时主持着数个科研项目,只是他的研究范围已经跳出松香领域,把目光投向了生物农药和生物质资源的利用方面。在全球注重绿色节能环保的大背景下,这一新的领域蕴含着无限的潜力,相信其将成为宋湛谦和他的团队又一次大显身手的机遇。


 

人物档案


  宋湛谦,原籍江苏苏州,1942年生于上海。我国松脂化学利用及其工程化开发的开拓者,中国工程院院士,中国林科院首席科学家,林产化学工业研究所研究员,博士生导师,南京林业大学兼职教授,享受国务院特殊津贴;任中国林学会林产化学化工分会理事长、国家林草局专家咨询委员会委员、国家林草局林产化学工程重点开放性实验室学术委员会主任、国务院学位委员会学科评议组负责人、《林产化学与工业》主编。


  主持完成国家自然科学基金4项,国家攻关、“863”项目及省部级科研项目40余项,出版《中国松脂特征与松属分类》专箸1部,参编2部;发表学术论文400多篇,SCI、EI引用200多篇,获国内外发明专利20项,获国家、部省级科技进步奖16项。


  作者:刘斯文 王建兰 宋平


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