二氧化碳合成可降解塑料

二氧化碳合成可降解塑料
二氧化碳合成可降解塑料
二氧化碳合成可降解塑料一、环境友好材料及二氧化碳塑料产生的背景二、二氧化碳塑料的世界研发现状三、中国的发展现状及前咯四、二氧化碳塑料的合成五、二氧化碳的后处理六、二氧化碳塑料与其他可降解塑料的比较七、二氧化碳塑料的应用难题八、市场分析
二氧化碳合成可降解塑料
环境友好高分子材料环境友好材料是指在原料采集、产品制造使用或再生循环利用以及废料处理等环节中对环境负荷最小的材料，具有资源和能源消耗少、对生态和环境污染小、再生利用率高的特点。

国内外在研发领域具有创新优势的可降解塑料一二氧化碳聚合物。

二氧化碳合成可降解塑料
二氧化碳塑料的产生背景1、减少二氧化碳的要求目前全世界每年因燃烧化石燃料及水泥厂、炼油厂、发酵等生产过程产生的二氧化碳超过240亿吨，其中的150亿吨被植物吸收，每年净增90亿吨，由此导致大气中二氧化碳的浓度每年增加IPPm(1999年已达345PPm),造成了日益严重的温室效应。

而全球平均温度在过去的100年中已经上涨了0∙5°C,如果温度升高5℃,汹涌的海浪将吞没全球所有海岸线上的城市，还会出现连续不断的全球性暴雨。

二氧化碳合成可降解塑料
(2)减少白色污染并降低制备成本的需要在塑料得到广泛应用的同时，伴随塑料使用而来的“白色污染”也已经引起了世界各国的广泛重视，在医用和包装材料等许多领域已经有使用全降解塑料的迫切需求。

世界各国特别是西欧、美国、日本等发达国家，明令禁止使用一次性泡沫塑料包装物，欧共体在1991年还提出，到1997年全都停止使用非降解塑料包装物。

世界各国已经采取很多应对措施都有一定缺陷，
二氧化碳合成可降解塑料
如在普通泡沫塑料中添加光降解成分，但光降解不易完全，残留小碎片；又如对废泡沫塑料进行回收，费时费力，回收率也难保证：再如采用纸制品能在部分场合满足要求，但造纸过程又带来很大污染；采用可降解塑料是个方向，但往往成本过高，难以普遍应用。

二氧化碳合成可降解塑料
二氧化碳基降解塑料二氧化碳基聚合物是以C02和煌为原料共聚而成的新型塑料。

其中
C02含量占31 %~50%,可大大降低对上游原料一石油的消耗。

C02基聚合物使用后产生的塑料废弃物，可以通过回收利用、焚烧和填埋等多种方式处理，废弃的C02基聚合物可以像普通塑料一样回收后进行再利用；进行焚烧处理时只生成C02和H20,不产生烟雾。

不会造成二次污染；进行填埋处理时，可在数日内降解。

二氧化碳合成可降解塑料
用降解塑料制作的园艺花盆
二氧化碳合成可降解塑料
一、世界研发现状与进展二氧化碳降解塑料作为环保产品和高科技产品，美国、韩国日本俄罗斯和我国台湾的科学家在二氧化碳聚合物领域进行了大量的研发工
作。

目前已批量生产的该类塑料有二氧化碳/环氧丙烷共聚物、二氧化碳/环氧丙烷/环氧乙烷三元共聚物、二氧化碳，环氧丙烷/环氧环己烷三元共聚物等品种。

二氧化碳合成可降解塑料
由二氧化碳制备完全降解塑料的研究始于1969年。

日本油封公司发现，二氧化碳和环氧丙烷在催化剂作用下共聚可得到交替型脂肪族聚碳酸酯。

这种聚合物具有良好的环境可降解性。

美国在此基础上通过改进催化剂，于1994年生产出二氧化碳可降解共聚物。

国外开展该项工作的研究单位主要有：日本东京大学、波兰理工大学、美国PittSbUrgh 大学和TeXaS A&M大学、日本京都大学j埃克森研究公司等。

美国空气产品与化学品公司和陶氏化学公司已合成出相应的产品。

到目前为止，只有美国、日本和韩国等国家生产二氧化碳降解塑料，美国年产量约为2万t,日本、韩国也已形成年产上万吨规模。

二氧化碳合成可降解塑料
美国得州A&M大学的化学教授DOnaId J. Darensbourg开发了由C02生产塑料的工艺过程，包括从C02生产聚碳酸酯，以及基于使用磷铝金属络合物为催化剂生产环氯乙烷或氧杂环丁烷。

德国和日本的化学家最新提出，将二氧化碳与另一种化学气体混合，加入特殊的催化剂，可制成新的塑料材料。

据悉，用新技术制造出的二氧化碳塑料比采用传统方法生产的同类产品更加廉价和环保。

二氧化碳合成可降解塑料
二、中国的发展现状及前瞻自20世纪90年代起，中科院广州化学所、浙江大学、兰州大学、中科院长春应化所相继开展了二氧化碳固定为可降解塑料的研究，并取得可喜进展。

中科院广州化学公司完成二氧化碳的共聚及其利用一一二氧化碳高效合成为可降解塑料的研究。

从水泥窑尾气中提取C02,通过一系列工艺将其制备成食品级纯净度，
作为原料用于全降解塑料生产，这项具有独立知识产权，国内首创的全生物降解二氧化碳共聚物技术，为内蒙古蒙西高新技术集团与中科院长春应用化学研究所合作开发。

建立了年产
二氧化碳合成可降解塑料
3000t共聚物生产线，在强制堆肥条件下5~60d内完全降解，产品主要包括C02 一环氧丙烷一环氯乙烷三元共聚物和C02 一环氯丙烷一环氧己烷三元共聚物，该聚合物具有全生物降解、透明、高阻隔性等特性，并于2002年12月开始陆续上市。

河南天冠集团是我国燃料乙醇大型定点生产企业，该企业与中山大学合作，利用酒精，发酵过程中产生的C02为原料，在高效纳米催化剂作用下和环氧丙烷高效合成聚碳酸亚丙酯树脂（PPe）可降解塑料母粒。

这种塑料具有生物和紫外线双降解特性，堆肥可在3~6个月内降解。

二氧化碳合成可降解塑料
产品的力学性能可满足绝大多数应用场合，在一次性医用和食品包装材料方面用量很大
,特别是低温肉制品（一80C）保鲜膜市场。

还开发成一次性饭盒、发泡材料、儿童玩具。

江苏金龙绿色化学有限公司采用中科院广州化学所专利技术，年产2 000 t脂肪族聚碳酸亚乙酯及基于该树脂的降解型聚氨酯泡沫塑料产业化项目也通过了国家环保总局的鉴定，并列入江苏省工业科技攻关项目。

该项目以泰兴黄桥境内C02气田为原料。

利用该技术消耗It C02能生产约3 t脂肪族聚碳酸亚乙酯树脂，并生产出约6 t聚氨酯泡沫塑料。

该产品性能优异，不仅可以替代市场上的普通包装材料和建筑用隔热材料，而且可用作电器及环保要求高的包装材料。

二氧化碳合成可降解塑料
二氧化碳塑料的合成从水泥窑尾气中提取C02,通过一系列工艺将其制备成食品级纯净度，再作为原料用于全降解塑料生，二氧化碳共聚物的数均相对分子质量达到10万左右，用稀土三元催化剂，使聚合反应时间从20小时缩短到8小时以内，8小时内催化剂活性达到50克聚合物/克催化剂，是世界最高水平。

二氧化碳合成可降解塑料
二氧化碳是如何制成塑料第一关让碳氧原子分开二氧化碳的组成元素就是碳和氧，碳是构成有机物（如塑料）的必要元素，如果能成功地使二氧化碳与其他化合物发生反应, 它就可成为制塑的原材料。

这一关已于1969年由日本科学家做到了，他首次通过一个名为二乙基锌的催化剂为“第四者”，使碳原子和氧原子之间的双键断开或若即若离，碳原子“移情别恋”，放出电子与其他物质结合成可降解塑料。

其后各国科学家又不断发现了新的催化剂。

二氧化碳合成可降解塑料
第二关扩大催化接触面科学家最初发现的催化剂成本很高，无法进行工业化开发。

为了降低成本，科学家力求找到一个高效催化剂，目前最高催化效率已可达60~70克，但催化剂的价格更高。

孟跃中走了另外一条路子，不再去寻找新的催化齐∣J,而利用现有的催化剂，来增加它的催化效率。

在化学上有个正比关系，就是催化剂与被催化物的接触面越大，催化反应也就将会更加有效，这也好比我们所用电脑CPU上的散热器，风扇的风力即使是一定的。

但如果散热的表面积越大，气流对流越快，降温的效果就越好。

二氧化碳合成可降解塑料
第三关分子与分子“握手”要使催化剂接触面尽可能大，也就要使它的颗粒尽可能小，最好能够实现分子与分子“握手”。

而含氨的化合物是能够溶解于液态的二氧化碳的。

二氧化碳在高压下会液化，如果把催化剂附在这种含氟的化合物身上，就能溶在二氧化碳中，那么催化剂也就能以分子状态与二氧化碳的分子“握手”。

通过这种方法，原来一颗催化剂表面积如果为lm2的话，处理后表面积起码可以增加500倍，催化效率果
然增加了近70倍,每吨成品的催化成本降到只需200多元。

二氧化碳合成可降解塑料
二氧化碳一环氧丙烷共聚物的合成(I)CO2活化机理C02是一种弱酸性氧化物和较强的配位体。

由于分子内有两个3中心4电子元键的存在，故能与金属原子之间以多种方式络合。

络合物中C02分子能以线型或弯型存在。

通常与一个金属原子络合的形式有4种，与两个金属原子络合的则有更多可能
二氧化碳合成可降解塑料
在C02的络合物中，由于键长、键角的改变使C02分子有时会被活化，继而可能完成反应。

C02发生反应的插入方式有以下两种：
催化剂为稀土组合催化剂。

二氧化碳合成可降解塑料
中科院广州化学所以C02和环氧丙烷在纳米催化剂作用下，在一定温度和压强下成功合成了高相对分子质量、规则分子链结构的聚碳酸亚丙酯(PPC)树脂，所得的PPc共聚物具有交替结构。

二氧化碳合成可降解塑料
将环氯化合物和稀土组合催化剂加入到预先干燥过的高压反应釜内，然后通入 5.5~6.0MPa 的C02,在一定的温度、压力下，通过调节电机搅拌转速，反应14h后，聚合得到C02共聚物。

在整个反应过程中要求确保无水、无氧，所用的原料也要经过干燥、精储处理，经过检测实验，在达到反应要求后才能进行聚合反应。

所得到的产品外观为
白色或透明的粒子，密度为L24g∕ W,玻璃化温度为35~39°C,分子量在9~11万之间,C02单元质量分数为40%~42%, 5%分解温度为250C,在强制堆肥条件下，5~60天分解, 灰分小于0. 7%。

感谢您的阅读，祝您生活愉快。