塑料
二氧化碳是石油和天然氣等物質燃燒釋放出來的一種氣體，既是環(huán)境溫室效應的“元兇”，又是潛在的碳資源。鑒于溫室氣體排放帶來的潛在威脅，全球多數(shù)國家已經加入到了努力減少溫室氣體排放（特別是二氧化碳）的行列當中。二氧化碳的回收利用成為當下的熱點。
環(huán)境友好材料是指在原料采集、產品制造、使用或者再生循環(huán)利用以及廢料處理等環(huán)節(jié)中對環(huán)境負荷最小的材料，具有資源和能源消耗少、對生態(tài)和環(huán)境污染小、再生利用率高的特點。而目前國內外在研發(fā)領域具有創(chuàng)新優(yōu)勢的可降解塑料原料——二氧化碳基聚合物，正是值得石化行業(yè)關注的環(huán)境友好型塑料原料。
普通的塑料原料，如聚乙烯、聚丙烯等聚合物是以烴為單體聚合而成，而二氧化碳基聚合物則是以烴和二氧化碳為原料共聚而成，其中二氧化碳含量占31%~50%，與常規(guī)聚合物相比，對烴類及上游原料石油的消耗大大減少。二氧化碳基聚合物不但可以減少對石油的消耗，而且環(huán)境適應性也很理想。
1.世界發(fā)展進展
二氧化碳基聚合物是以二氧化碳和烴為原料共聚而成的新型塑料原料。其中二氧化碳含量占31%~50%，可大大降低對烴的上游原料——石油的消耗。
二氧化碳基聚合物使用后產生的塑料廢棄物，可以通過回收利用、焚燒和填埋等多種方式處理，廢棄的二氧化碳基聚合物可以像普通塑料一樣回收后進行再利用；進行焚燒處理時只生成二氧化碳和水，不產生煙霧，不會造成二次污染；進行填埋處理時，可在數(shù)月內降解。
二氧化碳降解塑料屬完全生物降解塑料類，可在自然環(huán)境中完全降解，可用于一次性包裝材料、餐具、保鮮材料、一次性醫(yī)用材料、地膜等方面。二氧化碳降解塑料作為環(huán)保產品和高科技產品，正成為當今世界矚目的研究開發(fā)熱點。利用此技術生產的降解塑料，不僅將工業(yè)廢氣二氧化碳制成了對環(huán)境友好的可降解塑料，而且避免了傳統(tǒng)塑料產品對環(huán)境的二次污染。它的發(fā)展，不但擴大了塑料的功能，而且在一定程度上對日益枯竭的石油資源是一個補充。因此，二氧化碳降解塑料的生產和應用，無論從環(huán)境保護，或是從資源再生利用角度看，都具有重要的意義。
美國、韓國、日本、俄羅斯和我國臺灣的科學家在二氧化碳基聚合物領域進行了大量的研發(fā)工作。
目前已批量生產的二氧化碳基塑料原料主要有二氧化碳/環(huán)氧丙烷共聚物、二氧化碳/環(huán)氧丙烷/環(huán)氧乙烷三元共聚物、二氧化碳/環(huán)氧丙烷/環(huán)氧環(huán)己烷三元共聚物等品種。
由二氧化碳制備完全降解塑料的研究始于1969年。日本油封公司發(fā)現(xiàn)，二氧化碳和環(huán)氧丙烷在催化劑作用下共聚可得到交替型脂肪族聚碳酸酯。這種聚合物具有良好的環(huán)境可降解性。美國在此基礎上通過改進催化劑，于1994年生產出二氧化碳可降解共聚物。國外開展該項工作的研究單位主要有：日本東京大學、波蘭理工大學、美國Pittsburgh大學和TexasA&M大學、日本京都大學、�？松芯抗镜�。美國空氣產品與化學品公司和陶氏化學公司已合成出相應的產品。到目前為止，只有美國、日本和韓國等生產二氧化碳降解塑料，美國年產量約為2萬噸，日本、韓國也已形成年產上萬噸規(guī)模。
將二氧化碳（CO2）與環(huán)氧丙烷（PO）共聚的技術于上世紀60年代首次發(fā)現(xiàn)，但是由于副反應生成環(huán)狀丙烯碳酸酯（CPC）而未能推向商業(yè)化，該副反應導改生成不穩(wěn)定的低分子量共聚物�，F(xiàn)在，由日本東京大學工程學院化學與生物技術系KyokoNozaki教授開發(fā)的新催化劑基本上解決了這一限制。新催化劑為含有二個醋酸酯配合基的雙-（哌啶基甲基）-羥碘鈷(III)絡合物，它由醋酸鈷與對應的雙水楊叉二胺反應合成，隨后在過量醋酸和空氣存在下進行氧化而成。該催化劑可使CO2與環(huán)氧化物，如環(huán)氧丙烷（PO）、環(huán)氧1-丁烷和環(huán)氧1-已烷反應可選擇性地生成共聚物。例如，該催化劑可用于使CO2與環(huán)氧丙烷（PO）分子制取共聚物，其平均分子量為26500。反應發(fā)生在DME（1,2-二甲氧基乙烷）溶劑和1.4MPaCO2條件下，產率為99%，選擇性為97%。環(huán)狀丙烯碳酸酯（CPC）的生成則受到抑制。這類共聚物的商業(yè)化生產為利用CO2提供了機遇，從而可減少這種溫室氣體排向大氣。該項目研究從CO2與環(huán)氧化物制取脂肪族聚碳酯酯的商業(yè)化開始著手。得到日本新能源與工業(yè)技術開發(fā)組織的支持，并有日本三座大學（包括東京大學）和4家公司參與。
美國得克薩斯州A&M大學的化學教授DonaldJ.Darensbourg開發(fā)從CO2生產塑料的工藝過程，包括從CO2生產聚碳酸酯，以及基于使用磷鋁金屬絡合物為催化劑生產環(huán)氧乙烷或氧雜環(huán)丁烷。
環(huán)境友好材料是指在原料采集、產品制造、使用或者再生循環(huán)利用以及廢料處理等環(huán)節(jié)中對環(huán)境負荷最小的材料，具有資源和能源消耗少、對生態(tài)和環(huán)境污染小、再生利用率高的特點。而目前國內外在研發(fā)領域具有創(chuàng)新優(yōu)勢的可降解塑料原料——二氧化碳基聚合物，正是值得石化行業(yè)關注的環(huán)境友好型塑料原料。
普通的塑料原料，如聚乙烯、聚丙烯等聚合物是以烴為單體聚合而成，而二氧化碳基聚合物則是以烴和二氧化碳為原料共聚而成，其中二氧化碳含量占31%~50%，與常規(guī)聚合物相比，對烴類及上游原料石油的消耗大大減少。二氧化碳基聚合物不但可以減少對石油的消耗，而且環(huán)境適應性也很理想。
1.世界發(fā)展進展
二氧化碳基聚合物是以二氧化碳和烴為原料共聚而成的新型塑料原料。其中二氧化碳含量占31%~50%，可大大降低對烴的上游原料——石油的消耗。
二氧化碳基聚合物使用后產生的塑料廢棄物，可以通過回收利用、焚燒和填埋等多種方式處理，廢棄的二氧化碳基聚合物可以像普通塑料一樣回收后進行再利用；進行焚燒處理時只生成二氧化碳和水，不產生煙霧，不會造成二次污染；進行填埋處理時，可在數(shù)月內降解。
二氧化碳降解塑料屬完全生物降解塑料類，可在自然環(huán)境中完全降解，可用于一次性包裝材料、餐具、保鮮材料、一次性醫(yī)用材料、地膜等方面。二氧化碳降解塑料作為環(huán)保產品和高科技產品，正成為當今世界矚目的研究開發(fā)熱點。利用此技術生產的降解塑料，不僅將工業(yè)廢氣二氧化碳制成了對環(huán)境友好的可降解塑料，而且避免了傳統(tǒng)塑料產品對環(huán)境的二次污染。它的發(fā)展，不但擴大了塑料的功能，而且在一定程度上對日益枯竭的石油資源是一個補充。因此，二氧化碳降解塑料的生產和應用，無論從環(huán)境保護，或是從資源再生利用角度看，都具有重要的意義。
美國、韓國、日本、俄羅斯和我國臺灣的科學家在二氧化碳基聚合物領域進行了大量的研發(fā)工作。
目前已批量生產的二氧化碳基塑料原料主要有二氧化碳/環(huán)氧丙烷共聚物、二氧化碳/環(huán)氧丙烷/環(huán)氧乙烷三元共聚物、二氧化碳/環(huán)氧丙烷/環(huán)氧環(huán)己烷三元共聚物等品種。
由二氧化碳制備完全降解塑料的研究始于1969年。日本油封公司發(fā)現(xiàn)，二氧化碳和環(huán)氧丙烷在催化劑作用下共聚可得到交替型脂肪族聚碳酸酯。這種聚合物具有良好的環(huán)境可降解性。美國在此基礎上通過改進催化劑，于1994年生產出二氧化碳可降解共聚物。國外開展該項工作的研究單位主要有：日本東京大學、波蘭理工大學、美國Pittsburgh大學和TexasA&M大學、日本京都大學、�？松芯抗镜�。美國空氣產品與化學品公司和陶氏化學公司已合成出相應的產品。到目前為止，只有美國、日本和韓國等生產二氧化碳降解塑料，美國年產量約為2萬噸，日本、韓國也已形成年產上萬噸規(guī)模。
將二氧化碳（CO2）與環(huán)氧丙烷（PO）共聚的技術于上世紀60年代首次發(fā)現(xiàn)，但是由于副反應生成環(huán)狀丙烯碳酸酯（CPC）而未能推向商業(yè)化，該副反應導改生成不穩(wěn)定的低分子量共聚物�，F(xiàn)在，由日本東京大學工程學院化學與生物技術系KyokoNozaki教授開發(fā)的新催化劑基本上解決了這一限制。新催化劑為含有二個醋酸酯配合基的雙-（哌啶基甲基）-羥碘鈷(III)絡合物，它由醋酸鈷與對應的雙水楊叉二胺反應合成，隨后在過量醋酸和空氣存在下進行氧化而成。該催化劑可使CO2與環(huán)氧化物，如環(huán)氧丙烷（PO）、環(huán)氧1-丁烷和環(huán)氧1-已烷反應可選擇性地生成共聚物。例如，該催化劑可用于使CO2與環(huán)氧丙烷（PO）分子制取共聚物，其平均分子量為26500。反應發(fā)生在DME（1,2-二甲氧基乙烷）溶劑和1.4MPaCO2條件下，產率為99%，選擇性為97%。環(huán)狀丙烯碳酸酯（CPC）的生成則受到抑制。這類共聚物的商業(yè)化生產為利用CO2提供了機遇，從而可減少這種溫室氣體排向大氣。該項目研究從CO2與環(huán)氧化物制取脂肪族聚碳酯酯的商業(yè)化開始著手。得到日本新能源與工業(yè)技術開發(fā)組織的支持，并有日本三座大學（包括東京大學）和4家公司參與。
美國得克薩斯州A&M大學的化學教授DonaldJ.Darensbourg開發(fā)從CO2生產塑料的工藝過程，包括從CO2生產聚碳酸酯，以及基于使用磷鋁金屬絡合物為催化劑生產環(huán)氧乙烷或氧雜環(huán)丁烷。
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（苒兒）