變“害”為寶 二氧化碳制塑料技術前景看好
2011-2-16 來源:中國聚合物網
關鍵詞:降解塑料 聚碳酸酯
二氧化碳是一種溫室氣體,許多人對它的印象很負面。它是石油和天然氣等物質燃燒釋放出來的一種氣體,既是環境溫室效應的“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。
環境友好材料是指在原料采集、產品制造、使用或者再生循環利用以及廢料處理等環節中對環境負荷最小的材料,具有資源和能源消耗少、對生態和環境污染小、再生利用率高的特點。而目前國內外在研發領域具有創新優勢的可降解塑料原料——二氧化碳基聚合物,正是值得石化行業關注的環境友好型塑料原料。
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,而且環境適應性也很理想。
二氧化碳降解塑料屬完全生物降解塑料類,可在自然環境中完全降解,可用于一次性包裝材料、餐具、保鮮材料、一次性醫用材料、地膜等方面。二氧化碳降解塑料作為環保產品和高科技產品,正成為當今世界矚目的研究開發熱點。利用此技術生產的降解塑料,不僅將工業廢氣二氧化碳制成了對環境友好的可降解塑料,而且避免了傳統塑料產品對環境的二次污染。它的發展,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、日本、德國和中國等國的企業在二氧化碳基聚合物領域進行了大量的研發工作。
美國
2010年8月上旬,美國Novomer公司獲得美國能源部(DOE)1840萬美元的資助,將加快該公司二氧化碳制塑料生產線實現商業化。Novomer公司的技術使用二氧化碳和環氧丙烷生產聚丙烯碳酸酯(PPC)樹脂。PPC樹脂可用于涂料、表面活性劑、軟包裝和硬包裝以及纖維等,并且可實現生物降解。
Novomer公司已經在其合作伙伴伊士曼柯達(Eastman Kodak)公司的生產裝置中進行二氧化碳制塑料的小規模生產。據稱,使用二氧化碳生產應用于涂料和膠粘劑的低分子量熱固性多元醇可望于2011年實現商業化,高分子量熱塑性聚合物可望于2012年實現商品化。
中國
中國企業在二氧化碳制塑料方面已經處于世界領先地位。江蘇中科金龍化工股份公司早于2007年就形成了2.2萬噸/年的二氧化碳樹脂生產能力(一條2000噸/年和一條20000噸/年的生產線),該項目采用中科院廣州化學所技術。中科金龍已經開發了二氧化碳樹脂在涂料、保溫材料、薄膜等多個領域的應用。中科金龍公司計劃在2015年前實現10萬噸/年的二氧化碳樹脂產能。
日本
日本研究人員日前開發出一種新技術,使二氧化碳能轉變為用于合成塑料和藥物的碳資源,從而變“害”為寶。二氧化碳的化學性質非常穩定,不容易與其他物質發生反應,因此在工業領域僅用于生產尿素和聚碳酸酯等。東京工業大學教授巖澤伸治等人發現,碳化合物經過處理后可以與二氧化碳結合,形成新的碳物質。相關論文已經刊登在新一期《美國化學學會會刊》上。
德國
拜耳材料科學公司和兩家合作伙伴已獲得德國政府的資助,將共同開發基于二氧化碳原料的聚氨酯生產方法。德國聯邦教育研究部將在未來三年里為該項目投入450多萬歐元,研究目的是采用二氧化碳廢產物生產出聚醚多元醇聚碳酸酯(PPP)。
德國最大電力公司RWE Power International公司和位于德國亞琛的亞琛工業大學也將參與由總部位于德國Leverkusen的拜耳材料科學發起的這一項目。此外,將在Leverkusen興建一座采用上述新工藝的試驗工廠。
該工藝中使用的二氧化碳將來自于RWE Power公司在德國Niederaussem的工廠,該廠的一座煤創新中心內設有一套二氧化碳洗滌裝置。由此工藝生產出的PPP材料可用在建筑隔熱和輕型汽車零部件中。
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(苒兒)