二氧化碳合成可降解塑料的國(guó)內(nèi)外進(jìn)展
2010-6-29 來(lái)源:中國(guó)聚合物網(wǎng)
關(guān)鍵詞:降解塑料 生物降解 塑料母料
江蘇金龍綠色化學(xué)公司以二氧化碳為原料年產(chǎn)2000噸脂肪族聚碳酸亞乙酯及基于該樹(shù)脂的降解型聚氨酯泡沫塑料產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目通過(guò)鑒定。該技術(shù)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),在二氧化碳催化活化技術(shù)、聚氨酯泡沫塑料的高生物降解性等方面達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。利用該技術(shù)每消耗1噸二氧化碳能生產(chǎn)出約3噸脂肪族聚碳酸亞乙酯樹(shù)脂,并生產(chǎn)出約6噸降解型聚氨酯泡沫塑料。該產(chǎn)品性能優(yōu)異,不僅可以替代市場(chǎng)上的普通包裝材料和建筑用隔熱材料,而且可用作電器及環(huán)保要求高的包裝材料,對(duì)消除白色污染、突破家電出口面臨的綠色壁壘起到重要作用。該公司研發(fā)的二氧化碳制備聚氨酯(PU)泡沫塑料技術(shù),通過(guò)由國(guó)家環(huán)保總局組織的鑒定。這種產(chǎn)品作為緩沖包裝材料,廢棄后可完全生物降解。該項(xiàng)技術(shù)以二氧化碳?xì)怏w為主要原料,通過(guò)與環(huán)氧化物調(diào)節(jié)共聚得到脂肪族聚碳酸酯多元醇及聚氨酯泡沫塑料。制備的聚氨酯泡沫塑料可完全生物降解,不留任何有害物質(zhì)。經(jīng)中國(guó)環(huán)境科學(xué)院檢測(cè),二氧化碳制聚氨酯泡沫塑料一個(gè)月降解33%,優(yōu)于合成高分子材料及其與淀粉的共混物,具有高強(qiáng)度、高模量等特點(diǎn)。
江蘇中科金龍化工股份有限公司年產(chǎn)2萬(wàn)噸二氧化碳樹(shù)脂的連續(xù)生產(chǎn)線于2007年6月初投產(chǎn)。至此,該公司完成了以二氧化碳為原料生產(chǎn)高分子樹(shù)脂的工業(yè)放大試驗(yàn),建成了世界上第一條萬(wàn)噸級(jí)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的二氧化碳制備全生物降解塑料生產(chǎn)線。這種二氧化碳樹(shù)脂性能獨(dú)特,同時(shí)具備了聚醚的耐水解性能和聚酯的耐磨、耐油性能,而其生物降解性能與植物纖維等天然產(chǎn)物相近。據(jù)介紹,該技術(shù)的原料將主要來(lái)自發(fā)電廠、煉油廠、水泥廠、釀酒廠和化肥廠等作為廢物大量排出的溫室氣體———二氧化碳。其產(chǎn)品泡沫塑料在廢棄后,能夠被微生物如真菌、細(xì)菌、放射線菌分泌的酶分解或氧化,從而降解成水溶性碎片,最終被完全分解成二氧化碳和水。降解過(guò)程中產(chǎn)生的小分子化合物和二氧化碳可以被植物吸收,為植物生長(zhǎng)提供養(yǎng)分。經(jīng)中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院檢測(cè),這種新產(chǎn)品的廢棄物一個(gè)月可降解33%,與植物纖維、稻草等天然產(chǎn)物相近,優(yōu)于所有大品種合成高分子材料。同時(shí),該泡沫塑料還具有高強(qiáng)度、高模量、容易實(shí)現(xiàn)阻燃等特點(diǎn)。江蘇玉華金龍科技集團(tuán)與中科院廣州化學(xué)所合作成立的江蘇中科金龍化工股份有限公司已經(jīng)開(kāi)發(fā)出新型聚合催化劑、新型生產(chǎn)工藝、新的應(yīng)用領(lǐng)域,如全生物降解及可控生物降解高回彈軟泡、塑料母粒、黏合劑、涂料等等。企業(yè)已經(jīng)申請(qǐng)發(fā)明專(zhuān)利11項(xiàng),目前獲授權(quán)4項(xiàng)。
以二氧化碳為原料生產(chǎn)全降解塑料生產(chǎn)線在河南天冠集團(tuán)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化運(yùn)行。據(jù)介紹,投入運(yùn)行的這條5000噸/年全降解塑料產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)線,采用高活性、高催化效率的催化劑,將天冠集團(tuán)在生產(chǎn)酒精過(guò)程中排放的二氧化碳廢氣聚合成全降解塑料——聚碳酸亞丙酯樹(shù)脂。1997年,天冠集團(tuán)與中山大學(xué)合作,開(kāi)始了二氧化碳全降解塑料課題的研究。2003年底,該集團(tuán)建成了50噸/年的生產(chǎn)線,并通過(guò)河南省科技廳組織的成果鑒定。為加速其產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程,該集團(tuán)于2006年9月建成目前的千噸級(jí)生產(chǎn)線,經(jīng)過(guò)生產(chǎn)試驗(yàn),證明其工藝合理,已具備產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)能力。全降解塑料制品在機(jī)械性能、熱穩(wěn)定性、耐壓性能等方面都可媲美一般的塑料制品,不僅可用于低溫保鮮膜市場(chǎng),還可開(kāi)發(fā)成一次性飯盒、發(fā)泡包裝材料、兒童玩具等。
由中海油總公司和中科院長(zhǎng)春應(yīng)化所共同出資建設(shè)的二氧化碳可降解塑料項(xiàng)目采用長(zhǎng)春應(yīng)化所自主研發(fā)的專(zhuān)利技術(shù),該二氧化碳可降解塑料項(xiàng)目于2008年7月在海南省東方化工城運(yùn)行,年產(chǎn)量達(dá)3000噸。據(jù)中海石油新材料有限公司介紹,該項(xiàng)目由中國(guó)海洋石油總公司投資1.52億元開(kāi)發(fā),2007年7月建設(shè),屬?lài)?guó)家“863”星火計(jì)劃項(xiàng)目,具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),專(zhuān)利技術(shù)來(lái)自于中科院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所。生產(chǎn)過(guò)程是以二氧化碳和環(huán)氧丙烷為原料,在催化劑的作用下生成二氧化碳共聚物,工藝水平屬世界領(lǐng)先。據(jù)介紹,1噸二氧化碳可降解塑料消耗大約0.5噸二氧化碳,每噸產(chǎn)值在2萬(wàn)元左右。產(chǎn)品在使用過(guò)程中可完全生物降解為二氧化碳和水,不產(chǎn)生白色垃圾,用途廣泛,利于環(huán)保。
2008年7月1日,中海石油化學(xué)股份有限公司與中科院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所利用二氧化碳可降解材料成功地研制成環(huán)保塑料袋,這種塑料袋用后在堆肥條件下可完全生物降解,不會(huì)對(duì)環(huán)境造成任何影響。為了有效、環(huán);乩枚趸迹瑴p少排放,中;瘜W(xué)公司在建設(shè)年產(chǎn)3000噸二氧化碳可降解塑料項(xiàng)目的同時(shí),投入人力和物力開(kāi)展二氧化碳可降解塑料的應(yīng)用與產(chǎn)品研發(fā),并在2007年11月份與中科院長(zhǎng)春應(yīng)化所聯(lián)合設(shè)立了“二氧化碳基塑料高阻隔膜研究與應(yīng)用”項(xiàng)目。他們經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)、優(yōu)化配方、再試驗(yàn),先后攻克了二氧化碳可降解塑料的純化、改性、封端及韌化等一系列難題,成功將這種材料吹膜并制成環(huán)保塑料袋。據(jù)中科院長(zhǎng)春應(yīng)化所介紹,用二氧化碳可降解塑料制成的環(huán)保塑料袋,在國(guó)內(nèi)甚至在國(guó)際上均尚屬首次。
中山大學(xué)與廣州市合誠(chéng)化學(xué)有限公司、廣州市天賜三和環(huán)保工程有限公司兩家公司于2007年10月中旬簽訂合作協(xié)議,采用中山大學(xué)研發(fā)的利用二氧化碳合成全降解塑料技術(shù),首期投資1.3億元建設(shè)一條萬(wàn)噸級(jí)二氧化碳全降解塑料生產(chǎn)線。據(jù)悉,該項(xiàng)目全部建成后每年可減少4萬(wàn)噸二氧化碳排放量。該技術(shù)是中山大學(xué)環(huán)境材料研究所的科研團(tuán)隊(duì)在廣州市科技局重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)支持下,經(jīng)過(guò)4年攻關(guān)完成。采用該技術(shù)已在河南天冠集團(tuán)建成國(guó)內(nèi)規(guī)模最大的5000噸/年工業(yè)化生產(chǎn)線,該生產(chǎn)線可將天冠集團(tuán)酒精生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的二氧化碳廢氣用來(lái)合成全降解塑料。
5萬(wàn)噸/年二氧化碳基降解塑料項(xiàng)目于2010年1月中旬落戶(hù)吉林省松原市。該項(xiàng)目一期建設(shè)規(guī)模為5萬(wàn)噸/年,3年內(nèi)達(dá)將達(dá)到9萬(wàn)噸/年環(huán)氧丙烷和15萬(wàn)噸/年二氧化碳基降解塑料的生產(chǎn)規(guī)模。項(xiàng)目采用的二氧化碳基降解塑料技術(shù),突破了二氧化碳可降解塑料研究中的系列技術(shù)關(guān)鍵,并創(chuàng)下該研究領(lǐng)域7項(xiàng)世界第一,率先實(shí)現(xiàn)了二氧化碳基降解塑料的產(chǎn)業(yè)化。
2.2.推廣應(yīng)用仍有三難
從工業(yè)廢氣中回收的二氧化碳成本很低,以二氧化碳為原料生產(chǎn)的二氧化碳基聚合物,可大幅度降低生產(chǎn)成本。
最近幾年,我國(guó)在該領(lǐng)域的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化工作均十分活躍,內(nèi)蒙古蒙西集團(tuán)公司的千噸級(jí)生產(chǎn)線經(jīng)過(guò)幾年的技術(shù)改造,已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定的運(yùn)行,而且中;瘜W(xué)股份有限公司的現(xiàn)代化二氧化碳基塑料生產(chǎn)線也已經(jīng)建成投產(chǎn),為二氧化碳基塑料的產(chǎn)業(yè)化提供了良好的示范作用。最近,德國(guó)南方化學(xué)工業(yè)公司、韓國(guó)LG化學(xué)等也在計(jì)劃進(jìn)行相關(guān)的工業(yè)化生產(chǎn)線的建設(shè)工作。但目前這類(lèi)材料在成本和性能上仍然與聚烯烴有較大的差距,離大規(guī)模工業(yè)化的基本要求存在相當(dāng)大的距離。
受制于產(chǎn)能和成本等因素,二氧化碳基塑料應(yīng)致力開(kāi)發(fā)高附加值的醫(yī)用材料(如藥品包裝泡罩、醫(yī)用敷料、輸液瓶)和高端食品包裝材料(牛奶低溫保鮮膜、肉制品保鮮膜)兩個(gè)方面。目前,吉林金源北方科技發(fā)展有限公司已成功的推動(dòng)了二氧化碳共聚物在醫(yī)藥器械和醫(yī)用包裝領(lǐng)域的規(guī);瘧(yīng)用。
作為主要溫室氣體,二氧化碳的減排與資源化利用備受全球關(guān)注。目前我國(guó)在這一領(lǐng)域的研究已取得了突破性進(jìn)展,尤其利用二氧化碳生產(chǎn)可降解塑料技術(shù)的問(wèn)世,大大提高了我國(guó)控制溫室氣體排放、實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的能力。然而,截至2009年,由于種種原因,目前國(guó)內(nèi)二氧化碳降解塑料產(chǎn)業(yè)進(jìn)展遲緩。
注:本網(wǎng)轉(zhuǎn)載內(nèi)容均注明出處,轉(zhuǎn)載是出于傳遞更多信息之目的,并不意味著贊同其觀點(diǎn)或證實(shí)其內(nèi)容的真實(shí)性。
(苒兒)