二氧化碳可降解塑料
二氧化碳基生物可降解塑料研究概况及工业进展
2011年第5期TIANJIN SCIENCE&TECHNOLOGY科学观察1二氧化碳基聚合物简介二氧化碳基生物可降解塑料是一种二氧化碳基聚合物，也可叫二氧化碳聚合物或二氧化碳共聚物。
二氧化碳基聚合物是二氧化碳和其他单体在催化剂作用下共聚所得的高聚物。
二氧化碳可与环氧化物、环硫化物、二元胺、乙烯基醚、双炔或单炔等许多单体进行共聚，生成脂肪族聚酯（APC）、脂肪族含硫聚酯、聚脲、脂肪族聚醚酮、聚吡咙等多种共聚物。
就目前合成的二氧化碳共聚物的总和性能，尤其是性价比来分析，最具有工业化价值的是由二氧化碳与环氧化物共聚所得的脂肪族聚酯。
目前已批量生产的二氧化碳基塑料原料主要有二氧化碳/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。
二氧化碳共聚物具有全生物分解性能，堆肥环境下在1d 到60d内可全部降解。
二氧化碳基聚合物使用后所产生的废弃物，可以通过回收利用、焚烧、填埋等多种方式处理。
废弃的二氧化碳聚合物可以像普通塑料一样回收再利用；焚烧处理时只生成二氧化碳和水，不产生烟雾，不会造成二次污染；进行填埋处理时，可在数月内降解。
二氧化碳可降解塑料不仅将工业废气二氧化碳制成了对环境友好的可降解塑料，而且避免了传统塑料产品对环境的二次污染。
它的发展，不但扩大了塑料的功能，并在一定程度上对日益枯竭的石油资源是一个补充。
作为环保产品和高科技产品，二氧化碳共聚物正成为当今世界瞩目的研究开发热点。
2二氧化碳聚合技术研究进展2.1热降解机理以脂肪族聚碳酸酯为例，加热时APC容易降解产生相应的环状碳酸酯：1975年，日本科学家井上祥平根据热裂解谱图、热失重谱图和特性粘数的变化曲线，提出了APC的降解机理。
他认为APC开始热降解时，首先端基断裂失去CO2，之后发生解拉链降解形成相应的环状碳酸盐，最后又形成CO2和环氧化物。
而在水解时发生无规降解。
Dixon等研究了封端APC的热降解，认为未封端APC只发生解拉链降解得到相应的环状碳酸盐，而不是无规降解。
可降解塑料简介
可降解塑料简介一、定义根据美国材料试验协会通过的有关塑料的术语标准（ASTM）对可降解塑料的定义可知：可降解塑料即在特定的环境条件下，其化学结构发生明显变化，并用标准的测试方法能测定其物质性能变化的塑料。
通常可降解塑料具备以下特征：在阳光、氧、微生物等自然环境条件影响下，塑料的外观发生明显的变化；力学性能发生明显的降低；化学结构发生改变，含氧化合物被引入到塑料中等。
只有当塑料聚合物发生了以上变化，使自身的分子量降低及产生小分子含氧化合物后，才能被自然界中的微生物分解。
可降解塑料有望解决塑料废弃物的污染问题，因此已经成为当前研究的热点。
二、常见的可降解塑料目前报道较多的可降解塑料主要有光降解塑料、生物降解塑料以及光生物降解塑料等。
1、光降解塑料光降解塑料即在光的照射下可以发生降解的塑料。
从光降解塑料的制备过程来分，光降解主要包括共聚型光降解塑料和添加型光降解塑料两种。
其中共聚型光降解塑料主要通过将含碳的单体如一氧化碳与其他聚烯烃通过共聚反应合成的共聚物塑料，1940年美国公司首次生产出了乙烯一氧化碳共聚物并投入市场。
这类塑料由于本身含有发色基团及弱键，因此易发生光降解。
但是这类塑料的生产过程相对复杂，而且光降解效率相对较低。
对于添加型光降解塑料，主要是通过向聚合物中添加光触媒即光催化剂的方法制得。
这类光降解塑料生产工艺简单、成本低、催化剂种类丰富，且光降解效率高。
因此，相关的研究报道比较多。
目前报道较多的用于固相光催化降解聚烯烃类塑料的光催化剂主要有：二氧化钛，磷钨酸，氧化锌，羟基氧化铁等。
其中最具代表性的是纳米TiO2光催化剂。
TiO2作为一种光催化剂，具有稳定性强、无毒、且价格低廉等优点，是目前最当红的光催化材料，受到人们的广泛关注。
近年来，纳米TiO2基复合光降解塑料在品种开发、性能改进等方面均有了较大进展，但是目前仍存在以下问题：（1）光降解聚合物的使用性能及使用寿命不及普通塑料产品；（2）光降解残余物仍不能被自然界中的微生物有效分解；（3）对光照射的依赖程度高，在没有光照射的条件下不能发生降解，使得这种光降解塑料难以推广应用。
二氧化碳合成可降解塑料方程式
二氧化碳合成可降解塑料的一种常见方法是将二氧化碳与环氧化物进行共聚反应，生成可降解的聚碳酸酯。
以下是二氧化碳与环氧化物（例如环氧乙烷）共聚反应的化学方程式：
n CO2 + n Epoxide -> (CO2)n-1OCO2R
其中，n表示重复单元的数量，Epoxide代表环氧化物，(CO2)n-1OCO2R为生成的可降解聚碳酸酯。
这个化学反应被称为环氧化物和二氧化碳的环三元嵌段共聚反应，它可以通过催化剂（例如有机铌、钒等）的存在下进行。
这种合成方法不仅能够将二氧化碳有效地转化为有用的聚合物，还具有环境友好的特点，因为二氧化碳是一种廉价且丰富的资源，并且可以减少对传统的石油基塑料的依赖。
需要注意的是，该合成反应往往需要精确的反应条件和催化剂的选择，以实现高效的二氧化碳转化和高分子产率。
此外，还需要对反应后的聚碳酸酯进行进一步的处理和改性，以满足特定的可降解塑料的性能要求。
我国二氧化碳可降解塑料的研究与应用进展
研究的序幕。在此后 ３ 多年时间里， ０ 中同、 国、 美 日
本 、 国 、 国和意大利 等 国科研人 员 对此 聚合 反应 韩 德
中涉及 的有 关配 位化学 、 化效率 、 应历 程等理 论 催 反
研究 以及 聚合物性 能 及应用 、聚合物 产业 化等 方面 作 了大量 一作 ，逐渐 克服 了 Ｃ ， Ｉ Ｏ 与环 氧化物 工 业合 成可 降解 塑料 的困难 ，极 大地推 动 了这一 新型 高分
在 Ｃ Ｏ 与环氧 化物 聚合 生成脂 肪族 聚碳酸 酯 过 程 中 ，碳 的氧 化态 没有改 变 ，不需要 额外 能量 ， Ｏ Ｃ！ 利 用率 高 ： 研究 表 明 ， Ｏ 合 成脂 肪族 聚碳 酸酯 的关 Ｃ！
键 在 于催 化 剂 的成 本 和催 化 效率 ，即要 寻找 具有 实 用 价值 的催 化剂 ，以提 高产 率并使 反应 能在 更 温和 的条件 下进 行 ， 是 当前研究 的主要热 点 ： 这 目前 用于
话题 。
于填 埋 土地 资 源 ； 工性 能 良好 ， 加 阻气 性好 ， 明度 透 和 断裂伸 长率 高 ； 用前景 广 阔 ， 应 不仅 可 以用 于 日常
生 活 ， 可应用 于 电子 ‘业 、 品和 医药等 领域 ： 还 ＿ 食 『
同时 ， 二氧 化碳 又是 自然 界 中重 要 的碳资 源 ， 二 氧 化碳 的开 发 和综 合 利 用 一直 是 Ｃ 化学 的重 要 研
要 方 向Ｉ ｊ
发 酵等 生产过 程产 生 的二氧 化碳 超过 百亿 吨 ，造成 了 日益 严重 的温室 效应 ，极 大地 影响 了人类 的生存
环 境 和经济 社会 的可持 续发 展 ： 由于 我 国和世 界经
与传统塑料相比，可降解塑料具有 以下特点 ： 可制 成堆肥 回归 大 自然 ，兼 具生物 降解 和光 降解 性
二氧化碳基可降解塑料生产技术与投资分析
二氧化碳基可降解塑料生产技术与投资分析摘要：二氧化碳和环氧丙烷在催化剂作用下共聚可得到二氧化碳基生物可降解塑料。
文章介绍了二氧化碳基生物可降解塑料的性能、生产技术现状和市场前景。
对利用环氧丙烷生产二氧化碳基生物可降解塑料的工业化装置进行了投资分析，并提出了建设该项目可能遇到的问题。
关键词：环氧丙烷 , 二氧化碳 , 共聚 ,可降解塑料1 二氧化碳基可降解塑料简介二氧化碳基生物可降解塑料是一种二氧化碳基聚合物。
二氧化碳基聚合物是二氧化碳和其他单体在催化剂作用下共聚所得的高聚物。
最具有工业化价值的是由二氧化碳与环氧化物共聚所得的脂肪族聚酯。
目前已批量生产的二氧化碳基塑料原料主要有二氧化碳/ 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。
[1]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。
既可高效利用二氧化碳，变废为宝，又具有良好的阻气性、透明性，并可完全生物降解，有望广泛应用在一次性医疗和食品包装领域。
二氧化碳基塑料使用后产生的废弃物，可以通过回收利用、焚烧和填埋等多种方式处理，废弃的二氧化碳基塑料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二氧化碳和水，不产生烟雾，不会造成二次污染；进行填埋处理时，可在数月内降解。
二氧化碳基降解塑料属完全生物降解塑料类，可在自然环境中完全降解，可用于一次性包装材料、餐具、保鲜材料、一次性医用材料、地膜等方面。
二氧化碳降解塑料作为环保产品和高科技产品，正成为当今世界瞩目的研究开发热点。
利用此技术生产的降解塑料，不仅将工业废气二氧化碳制成了对环境友好的可降解塑料，而且避免了传统塑料产品对环境的二次污染。
它的发展，不但扩大了塑料的功能，而且在一定程度上对日益枯竭的石油资源是一个补充。
因此，二氧化碳降解塑料的生产和应用，无论从环境保护，或是从资源再生利用角度看，都具有重要的意义。
可降解塑料是一类新型的带降解功能的高分子材料
Ⅲ可降解高分子塑料的发展与应用1、可降解塑料分类可降解塑料是一类新型的带降解功能的高分子材料，在使用过程中，它与同类的普通塑料具有相应的卫生性能和相近的应用性能，而在其完成使用功能后，这种材料能在自然环境条件下迅速地降解成为容易被环境消纳的碎片或碎末，且随时间的推移进一步降解成为最终氧化产物（CO2和水），最终回归自然。
基于塑料废物对环境的污染，以及环保呼声和人类需求，研究可降解高分子材料是当务之急。
在特定的时间内并且在一定的环境条件下，可降解塑料的化学结构会发生变化，根据促使其化学结构发生变化的原因来分类，可降解塑料可分为生物降解塑料和光降解塑料两大类（见图 1）。
图1 生物降解和光降解塑料分类具体包括以下几类：(1) 淀粉基生物降解塑料淀粉与其他生物降解聚合物相比，具有来源广泛、价格低廉、易生物降解的优点，因而在生物降解材料领域中具有重要的地位。
天然淀粉是可降解聚合物的一种常用填料，但是通过化学改性处理，淀粉本身也可以制成可降解塑料。
淀粉基生物降解塑料是泛指其组成中含有淀粉或其衍生物的生物降解塑料，它包括淀粉填充型降解塑料以淀粉基完全生物降解塑料目前淀粉填充塑料多用淀粉与 PE、PVC 、PP 和PS等高聚物共混，通过挤塑模压、注塑、发泡等方法制得。
由于这些疏水性的高聚物与亲水性的淀粉没有相互作用的功能基团，因此它们之间相溶性很差，加上淀粉难以铸造成型、产品机械性能差等特点，使得淀粉的用量受到限制。
因此淀粉必须经过表面疏水化改性后才能作为材料使用，但是填充型塑料还是不能完全生物降解（仅裂成碎片）。
由于淀粉分子含有大量羟基，分子间及分子内氢键作用很强，从而导致其分解温度低于熔融温度，热塑性差，较难通过传统塑料机械来进行热塑性成型加工。
因此要制得淀粉基完全生物降解材料，必须使天然淀粉具有较好的热塑性改变其分子内部结构，使淀粉分子变构且无序化，破坏分子内氢键，使结晶的双螺旋构象变成无规构象，使大分子成无序状线团结构，从而降低淀粉的玻璃化温度和熔融温度由不可塑性转变为可塑性，便于加工。
孟跃中博士关于二氧化碳制成塑料的知识讲解
孟跃中博士关于二氧化碳制成塑料的知识讲解说起二氧化碳，是生活中我们习以为常的气体，因为我们每天所呼出的就是二氧化碳，可以说是与人们的生命是息息相关的，另外地球上所有植物进行光合作用也需要二氧化碳，但是把二氧化碳经制成塑料这个问题还是有些雷人，下面我们看一下孟跃中博士对这个问题的看法。
中科院广州化学所的孟跃中博士另辟奚径，他不再去寻找新的催化剂，而是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，催化反应也就更加有效。
要使催化剂接触面尽可能大，也就必须使它的颗粒尽可能小，最好能够实现分子与分子的“握手”，孟博士沿着这个思路，采用“负载化”技术，成功地进行了二氧化碳与环氧化物的共聚反应。
通过这种方法，原来一粒催化剂表面积如果为1平方厘米的话，处理后的表面积起码可以增加500倍，催化效率增长了近70倍。
这项技术使得每克催化剂能够催化120-140克的塑料，高出此前国际最高水平的2倍，每吨催化成本只需200元，这种塑料分子量高，物理机械性能与通用塑料相当，完全可以用常规的加工成型方式使其加工成普通塑料制品，用这项技术生产出的新塑料中二氧化碳含量达到了43%，由于这种塑料的分子结构中含有特殊的酯键，因而在紫外线、微生物等外部环境条件下可以发生破坏和断裂，进而使其降解。
二氧化碳制成塑料的设想最初是由日本京都大学的井上祥平教授实现的，1969年，他首次使用了一种名叫“二乙基锌”的催化剂，激活了二氧化碳，使碳原子与其它化合物反应生成可降解塑料，从此开启了人类利用二氧化碳制造塑料的大门。
由于最初发现的催化剂成本很高，无法进行工业化开发，于是各国科学家便开始寻找高效的催化剂，目前国际上的最高催化效率能达到每克催化剂催化60-70克的塑料，但催化剂的价格更高。
二氧化碳塑料
二氧化碳塑料--聚丙烯碳酸酯（PPC）树脂PPC 由环氧丙烷与二氧化碳或一氧化碳合成，PPC 比一般塑料少使用 50%的化石燃料，其潜在市场包括涂料、表面活性剂、软包装和纤维。
其含有 40%~50%质量分数的二氧化碳材料，而该材料与传统材料相比，具有更优良的性能。
使用 CO2为原材料制取聚合物，还需使用石油衍生物如环氧丙烷或环氧环己烷。
而新的聚合物--替代的R-环氧柠檬烷(LO)单体与 CO2的共聚体，称之为聚碳酸柠檬酯(PLC)，它有许多类似聚苯乙烯 (PS)的特性，同时具有可生物降解性。
R-环氧柠檬烷 (LO) 由自然界的环状单萜烯、柠檬烯 (1，8--萜二烯)得到，它存在于 300多种植物中。
柠檬果皮中高达 90～97％的油就含有 R-环氧柠檬烷 (LO)的对映体。
实验室试验表明，在搅拌式反应器中，液体R一环氧柠檬烷(LO)与 CO2在 D--二亚胺锌络合物催化剂存在下，在室温和 0．68MPa的 CO2压力下，可生成聚碳酸柠檬酯(PLC)，约反应 24小时，PLC生成转化率为15％。
虽然研究处于初步阶段，但对进一步的开发己引起兴趣。
中科院广州化学公司完成二氧化碳的共聚及其利用——二氧化碳高效合成为可降解塑料的研究，该项目的中试成果已转让给广州广重企业集团公司，共同进行二氧化碳可降解塑料 5000吨／年工业化试验。
该项目在催化剂方面，创新性地制备了具有自主知识产权的多种担载羧酸锌类催化剂。
该催化体系成本低、使用安全、制备简单，适合工业化规模生产应用。
项目组开发的多元共聚新型稀土催化剂和强化交联的新技术，解决了二氧化碳共聚物在 30℃以上便存在严重冷流现象这一国际上一直未解决的难题，有效提升了二氧化碳共聚物的催化剂效率。
长春应化所科研人员引入外部结晶控制聚合物聚集态的方法，突破了二氧化碳共聚物连续吹制成膜的技术。
该公司研发的二氧化碳制备聚氨酯(PU)泡沫塑料技术，通过了由国家环保部组织的鉴定。
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瞻四、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―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1ppm(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℃,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。
科技成果——全生物二氧化碳基降解塑料制造技术
科技成果——全生物二氧化碳基降解塑料制造技术技术类别减碳技术适用范围轻工行业新材料行业现状可降解塑料是指可以通过环境中的微生物、光、水等自然分解的新型塑料，属于环境友好型材料，近年来受到世界各国的重视。
全生物二氧化碳基降解塑料是以二氧化碳和烃为原料共聚而成的新型塑料，其中二氧化碳含量占31%-50%，可极大降低对烃的上游原料的需求，但由于制备过程复杂、制造成本过高导致该类产品发展缓慢。
目前，我国生物二氧化碳基降解塑料的制造技术得到进一步发展，并已建成3万吨/年二氧化碳基降解塑料生产线，全国总生产规模达到5万吨/年。
技术原理该技术通过二氧化碳和烃类在高效稀土三元催化剂的作用下产生聚合反应，生产可降解塑料。
每吨可降解塑料产品可以消耗二氧化碳420kg，不仅减少化石原料的使用，同时有效利用了由火力发电厂、石化企业等工业排放烟气捕集提纯后的CO2。
关键技术（1）高效稀土催化剂制备技术催化剂活性可达140g聚合物/g催化剂，具有毒性低、选择性好的特点。
（2）低温干燥技术采用低温低能耗干燥技术，在保证产品品质的前提下，降低单位产品的能耗。
（3）全自动生产控制生产线自控率大于95%，提高了运行稳定性，有效减少了运营人数和运营人员的劳动量。
工艺流程全生物二氧化碳基降解塑料制造系统工艺流程图主要技术指标1、聚合催化反应时间<10h；2、二氧化碳基塑料数均分子量在10-20万之间可控；3、聚合物中二氧化碳固定率超过40%。
技术水平全生物二氧化碳基降解塑料制造技术于2005年被列为“十一五”国家科技支撑重大项目，2009年被列为国家“863”计划支撑项目，2010年被列为浙江省发展循环经济“991行动计划”项目。
2005年“二氧化碳高效固定为可降解塑料连续化生产技术的研究”通过了吉林省科技成果鉴定。
该技术已取得国家发明专利4项。
典型案例典型用户：台州邦丰塑料有限公司等。
案例名称：台州邦丰塑料年产3万吨全生物二氧化碳基降解塑料项目建设规模：年产3万吨可降解塑料。
精品初中化学 利用废气二氧化碳制造可降解塑料
利用废气二氧化碳制造可降解塑料教学建议1.本节教学内容是在学完高分子基本合成方法和结构特点之后,从“三大合成材料”入手认识合成高分子材料。
“三大合成材料”与学生生活息息相关,教学中应注意联系学生的生活实际,从身边的常见物质入手。
例如,在讲述合成纤维时,可以通过讨论或辩论,列举纯棉织品衣物的优缺点,再举免熨烫的涤纶衬衫的优缺点,进而采用棉—涤纶混纺织物,达到博采众长的目的。
总之,充分利用广泛的生活事例,将会使学生感到熟悉、亲切、生动,可增强学习的兴趣和热情。
2.由于课时有限,内容较多,教学策略侧重于使学生了解高分子合成材料的分类及主要用途;帮助学生了解塑料、合成纤维、合成橡胶中典型代表物的有关聚合反应、聚合物的结构、性能特点;通过活动课或研究性学习介绍治理“白色污染”的途径和方法,培养学生关注和爱护自然,树立社会责任感,培养环境保护意识。
参考资料利用废气二氧化碳制造可降解塑料目前全世界每年因工业化生产过程产生并排放的二氧化碳总量超过240亿吨,其中150亿吨被植物吸收,而净增的90亿吨则成为污染环境的主要废气,危及人类生存空间。
以二氧化碳为主的温室气体引发的厄尔尼诺、拉尼娜等全球气候异常,以及由此引发的世界粮食减产、沙漠化现象等,已引起世界关注。
鉴于二氧化碳气体对环境的危害,人类一直都在探索科学利用二氧化碳的途径。
众所周知,CO2气体不活泼,与其他化合物尤其是有机物很难聚合,极大地限制了CO2的综合利用。
如果能够把二氧化碳中的碳、氧元素加以转化,转化成我们所需要的材料,这是科学家一直关注的问题。
其中,利用二氧化碳能否制取塑料是科学家比较关注的技术之一。
早在1969年,日本已形成年产3 000~4 000吨二氧化碳聚合物的生产能力,但由于成本居高不下,再加上其塑料性能有待改善,用二氧化碳制造塑料仍处于半试验阶段。
在这个方面,我国科学家于20世纪80年代也展开了研究。
中科院广州化学研究所采用CO和环氧丙烷在纳米负载催化剂的作用下进行共聚,在温度为60 ℃,压强为50 2气体得到综合利MPa的条件下,生产出全降解塑料——聚碳酸酯,使从废气中提取的CO2用,形成科学合理的产业链。
“二氧化碳塑料”能否拯救白色污染
.科.....技二氧化碳塑料”能否拯救白色污染■姚丁杨自从20世纪塑料诞生以来，虽然其应用广 泛，给人们的生活带来极大便利，但伴随而来 的“白色污染”成了意想不到的灾难，也引起 了世界各国的广泛重视。
目前，在医用和包装 材料等许多领域，使用全降解塑料已经成为迫 切需求。
世界各国特别是欧洲、美国、日本等 发达国家和地区，早已明令禁止使用一次性泡 沫塑料包装物。
研制环境友好塑料以取代传统 塑料也一直是科学界研究的热点之一。
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，它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。
二氧化碳可降解塑料便是一种环境友好材 料，是国内外研发领域中具有创新优势的可降 解塑料。
这种环境友好型塑料不仅能减少“白色污染”，还能缓解如今日益严重的温室效应。
目前，全世界绝大多数国家都已经达成了 减少二氧化碳排放量的共识，二氧化碳既是温 室效应的元凶，也是一种潜在的碳资源。
二氧 化碳可降解塑料是一种二氧化碳基聚合物。
这 种二氧化碳基聚合物是以二氧化碳和烷烃为原 料共聚而成，这也就意味着，在这种塑料的生产过程中将对二氧化碳进行回收利用。
二氧化 碳基聚合物被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。
和普通塑料一样，回收利用当然还是最环保的 处理方法，但是即便通过焚烧处理，这种塑料 也只会生成二氧化碳和水，不产生有害烟雾，不造成二次污染。
如果填埋处理这种塑料，也 可在短时间内降解。
二氧化碳可降解塑料作为环保高科技产品引起了各方关注，美国、韩国、日本、俄罗 斯和中国台湾的科学家在二氧化碳基聚合物领 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以及二氧化 碳/环氧丙烷/环氧环己烷三元共聚物等品种。
二氧化碳塑料是如何制成的成有机物的必要元素。
可降解塑料分解的过程
可降解塑料分解的过程在我们的日常生活中，塑料制品无处不在，从食品包装到一次性餐具，从塑料袋到塑料玩具。
然而，传统塑料带来的环境污染问题日益严重，给地球生态造成了巨大的压力。
为了解决这一问题，可降解塑料应运而生。
那么，可降解塑料是如何分解的呢？让我们一起来探究一下这个神奇的过程。
可降解塑料的分解主要依赖于微生物、水、氧气等自然因素。
与传统塑料不同，可降解塑料在特定的环境条件下能够被分解成无害的物质，从而减少对环境的污染。
首先，我们来了解一下微生物在可降解塑料分解过程中所发挥的作用。
微生物，比如细菌和真菌，它们就像是大自然的“清洁工”。
当可降解塑料进入到适合微生物生存的环境中时，这些微生物会分泌出特殊的酶。
这些酶就像是一把把“小钥匙”，能够打开可降解塑料分子结构的“大门”。
通过酶的作用，可降解塑料的大分子链会被逐渐断裂成较小的片段。
以常见的聚乳酸（PLA）可降解塑料为例。
微生物分泌的酶能够作用于 PLA 的酯键，使其发生水解反应。
随着酯键的不断断裂，PLA 分子逐渐变成低分子量的聚合物，然后进一步分解为乳酸单体。
这些乳酸单体可以被微生物吸收和利用，最终转化为二氧化碳和水等无害物质。
除了微生物的作用，水也是可降解塑料分解过程中的一个重要因素。
对于一些水溶性的可降解塑料，比如聚乙烯醇（PVA），水能够直接渗透到塑料的分子结构中，使其膨胀和软化。
在这个过程中，塑料的物理性能会发生改变，变得更容易被分解。
而对于那些不溶于水的可降解塑料，水则可以通过参与化学反应来促进分解。
比如，在某些可降解塑料的分解过程中，水会与塑料分子中的某些官能团发生反应，导致分子链的断裂。
氧气在可降解塑料的分解过程中同样不可或缺。
一些可降解塑料在有氧的条件下会发生氧化反应，从而加速分解。
例如，聚己内酯（PCL）在氧气的存在下，会逐渐被氧化，分子链断裂，最终分解为小分子物质。
此外，环境条件如温度、湿度和酸碱度等也会对可降解塑料的分解产生影响。
二氧化碳基生物可降解塑料研究概况及工业进展
2011年第5期TIANJIN SCIENCE&TECHNOLOGY科学观察1二氧化碳基聚合物简介二氧化碳基生物可降解塑料是一种二氧化碳基聚合物，也可叫二氧化碳聚合物或二氧化碳共聚物。
二氧化碳基聚合物是二氧化碳和其他单体在催化剂作用下共聚所得的高聚物。
二氧化碳可与环氧化物、环硫化物、二元胺、乙烯基醚、双炔或单炔等许多单体进行共聚，生成脂肪族聚酯（APC）、脂肪族含硫聚酯、聚脲、脂肪族聚醚酮、聚吡咙等多种共聚物。
就目前合成的二氧化碳共聚物的总和性能，尤其是性价比来分析，最具有工业化价值的是由二氧化碳与环氧化物共聚所得的脂肪族聚酯。
目前已批量生产的二氧化碳基塑料原料主要有二氧化碳/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。
二氧化碳共聚物具有全生物分解性能，堆肥环境下在1d 到60d内可全部降解。
二氧化碳基聚合物使用后所产生的废弃物，可以通过回收利用、焚烧、填埋等多种方式处理。
废弃的二氧化碳聚合物可以像普通塑料一样回收再利用；焚烧处理时只生成二氧化碳和水，不产生烟雾，不会造成二次污染；进行填埋处理时，可在数月内降解。
二氧化碳可降解塑料不仅将工业废气二氧化碳制成了对环境友好的可降解塑料，而且避免了传统塑料产品对环境的二次污染。
它的发展，不但扩大了塑料的功能，并在一定程度上对日益枯竭的石油资源是一个补充。
作为环保产品和高科技产品，二氧化碳共聚物正成为当今世界瞩目的研究开发热点。
2二氧化碳聚合技术研究进展2.1热降解机理以脂肪族聚碳酸酯为例，加热时APC容易降解产生相应的环状碳酸酯：1975年，日本科学家井上祥平根据热裂解谱图、热失重谱图和特性粘数的变化曲线，提出了APC的降解机理。
他认为APC开始热降解时，首先端基断裂失去CO2，之后发生解拉链降解形成相应的环状碳酸盐，最后又形成CO2和环氧化物。
而在水解时发生无规降解。
Dixon等研究了封端APC的热降解，认为未封端APC只发生解拉链降解得到相应的环状碳酸盐，而不是无规降解。
(各行业分析)二氧化碳基降解塑料行业分析报告
二氧化碳基降解塑料行业分析报告2011-10-1目录：1，行业概况 (2)1.1行业简介 (2)1.2行业规模 (2)1.3发展速度 (3)1.4平均利润水平 (9)1.5主要厂商 (10)2，行业外部环境分析 (13)2.1技术因素 (13)2.2政府政策和法规对行业的影响 (13)2.3社会因素 (14)2.4国际环境的变化对国内的影响 (15)3，行业市场分析 (18)3.1市场需求 (18)3.2市场供给 (20)3.3市场营销因素 (21)3.4市场竞争情况 (25)4，行业内竞争者分析 (25)4.1现行战略的分析 (26)4.2未来目标分析 (28)4.3竞争实力分析 (29)4.4自我假设分析 (30)5，行业前景分析 (30)1，行业概况1.1行业简介二氧化碳是石油和天然气等物质燃烧释放出来的一种气体，既是环境温室效应的“元凶”，又是潜在的碳资源。
鉴于温室气体排放带来的潜在威胁，全球多数国家已经加入到了努力减少温室气体排放（特别是二氧化碳）的行列当中，二氧化碳的回收利用成为当下的热点。
环境友好材料是指在原料采集、产品制造、使用或者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。
而目前国内外在研发领域具有创新优势的可降解塑料原料——二氧化碳基聚合物，正是值得石化行业关注的环境友好型塑料原料。
普通的塑料原料，如聚乙烯、聚丙烯等聚合物是以烃为单体聚合而成，而二氧化碳基聚合物则是以烃和二氧化碳为原料共聚而成，其中二氧化碳含量占31%-50%，与常规聚合物相比，对烃类及上游原料石油的消耗大大减少。
二氧化碳基聚合物不但可以减少对石油的消耗，而且环境适应性也很理想。
二氧化碳基降解塑料属完全生物降解塑料类，可在自然环境中完全降解，可用于一次性包装材料、餐具、保鲜材料、一次性医用材料、地膜等方面。
二氧化碳基降解塑料作为环保产品和高科技产品，正成为当今世界瞩目的研究开发热点。
二氧化碳合成可降解塑料的国内外进展
二氧化碳合成可降解塑料的国内外进展随着全球塑料污染问题越来越严峻，不可降解塑料成为了环境保护的热门话题。
相应地，可降解塑料的研究和应用也越来越受到关注。
在这方面，二氧化碳合成可降解塑料成为了一种备受关注的研究方向。
本文将介绍国内外二氧化碳合成可降解塑料的研究进展，包括塑料的制备及其性能等方面。
国外进展1. 半科学合成法半科学合成法是指利用由锂、镁或铝为主的还原剂，还原液态二氧化碳和卤代烃来制备可降解材料。
这种方法与自由基聚合方法相比具有非常高的选择性和控制性。
研究表明，利用半科学合成法合成的二氧化碳聚合物密度较小，熔点较低，同时也表现出良好的力学性能、热稳定性和透明度。
但是，这种方法的生产成本较高，限制了其在大规模生产中的应用。
2. 光催化法另一种方法是利用光催化反应将二氧化碳转化为预聚物，并通过自由基聚合或离子聚合加工成为可降解塑料。
光催化法具有反应简单、温和，无需昂贵的还原剂等优点，可以用在较为大规模的生产中。
近年来，一些研究表明，该方法可产生具有优异性能的可降解材料，如热稳定性好，双折射率小等。
3. 催化剂法在催化剂法中，催化剂能够降低二氧化碳的反应活化能，促进其与其他单体反应。
金属有机框架材料（MOFs）是其中一种催化剂，通过在其内部进行催化反应，可以将大量的二氧化碳转化为可降解塑料。
研究表明，利用MOFs所制备的二氧化碳聚合物具有降解性能好、导电性等优点。
然而，MOFs的制备成本与工艺还需要进一步研究和优化。
国内进展1. 基于环境友好型的聚丙烯酸酯类可降解塑料近年来，国内的研究者着重于开发基于环保型原料的可降解塑料，有研究表明利用环保型原料的可降解塑料可以在未来的应用中具有更好的前景。
同时，该类可降解塑料具有较好的可加工性和稳定性等优点，并已在医疗、食品等诸多领域得到了广泛应用。
2. 高阻隔双组分聚氨酯泡沫塑料另外一些研究者开展了基于高阻隔聚氨酯泡沫塑料的研究。
该可降解塑料具有良好的拉伸性能和高阻隔能力，能够广泛应用于各种包装领域，并且具备较好的升级改造性与一定的透明度。
二氧化碳可降解塑料
原材料的不同
普通的塑料原料，如聚乙烯、聚丙烯等聚合物是以烃为单 体聚合而成，而二氧化碳基聚合物则是以烃和二氧化碳为 原料共聚而成，其中二氧化碳含量占31%~50%，与常规 聚合物相比，对烃类及石油的消耗大大减少。二氧化碳基 聚合物不但可以减少对石油的消耗，而且环境适应性也很 理想。
二氧化碳塑料的优点
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”。孟跃中想到， 含氟的化合物是能够溶于液态的二氧化碳的。二氧化碳 在高压之下会变成流体状态，如果把催化剂附在含氟化 合物身上，就可以使催化剂以分子状态与二氧化碳的分 子“握手”。通过这种方法，原来1克催化剂表面积如 果1平方米的话，处理后表面积起码可以增加五百倍。
绿色化学
二氧化碳制降解塑料
众所周知的二氧化碳
（一） 二氧化碳是石油和天然气等物质燃烧释放出来 的一种气体，既是环境温室效应的“元凶”，又是潜在 的碳资源。 （二） 鉴于温室气体排放带来的潜在威胁，全球多数 国家已经加入到了努力减少二氧化碳排放的行列当中。 （三） 二氧化碳的回收利用成为当下的热点。而目前 国内外在研发领域具有创新优势的可降解塑料原料—— 二氧化碳基聚合物。
第二关 工业生产
科学家最初发现的催化剂成本很高，无法进行工业开 发。为了降低成本，科学家力求找到一个高效催化剂， 但催化剂的价格更高。孟跃中走了另外一条路子，不 再去寻找新的催化剂，而利用现有的催化剂，增大接 触面积来增加它的催化效率。在化学上有个正比例关 系，就是催化剂跟被催化物的接触面越大，催化反应 也将会更加有效。
二氧化碳变塑料
看不见摸不着的二氧化碳如何变成塑料？这 里要过三道技术难关，第一个个难题由人本科学 家攻克，而孟跃中解决的是最后两个关键问题。
可降解塑料的好处
可降解塑料的好处可降解塑料的好处:1. 可生物降解塑料减少了二氧化碳排放量如今，我们生产的塑料垃圾比人类历史上比以往任何时候都多。
这些垃圾正在进入我们的海洋，甚至污染我们的饮用水。
科学家估计，到2050年，海洋中的废塑料可能会比鱼类多，而到那时候自来水中含有的微塑料將高达80％。
巴斯大学的研究人员已经制造出一种只使用糖和二氧化碳的塑料，从而使聚碳酸酯生产不再需要石油化学制品和精炼所需的二氧化碳排放量。
像这样的塑料会自然分解，只会把产生这些塑料的气体排放回原来的环境中。
2. 可生物降解塑料可降低温室气体排放水平当使用可生物降解塑料而不是传统塑料产品时，那么更少的温室气体排放到大气中。
我们每年消耗超过1亿吨塑料，这意味着5：1的标准生产比例表明，这个行业每年产生5亿吨二氧化碳进入我们的大气层。
这个数字相当于每年1 900万辆汽车的排放量。
如果我们每年回收塑料，那么仅我们的净碳节约就会高达30%，而有的研究人员认为可以高达80%。
改用可生物降解塑料将有助于进一步减少该行业产生的温室气体排放，尽管实现这一转变将需要初的财政成本。
3. 可生物降解塑料被天然存在的细菌分解塑料形成后，传统产品将保存其碳。
当你处置它们，它们开始以某种方式分解，然后气体被释放到大气中。
由于可生物降解塑料在制造过程中并不总是需要CO2，因此在分解过程中可能永远不会出现温室气体释放。
当它们开始在环境中分解时，土壤中的细菌开始消耗这些成分。
这样一来，我们需要管理的垃圾就更少了，每个生物群落的污染可能性也就降低了。
4. 可生物降解塑料在分解后不会释放其他危险物质如果你把装满传统塑料的桶扔进垃圾填埋场，那么当产品开始分解时，你会释放出甲烷和其他形式的污染物。
由于这些污染物通常不存在可生物降解的物品，所以我们能够立即享受到没有危险释放物的好处。
塑料在许多方面使我们的生活更轻松，但它们也可能含有可能同时危害我们健康的潜在危险产品。
双酚A（BPA）是树脂和塑料制造的关键成分。
可降解塑料怎么做
可降解塑料怎么做
一般是聚乙烯，还有添加的母料帮助聚乙烯的分解，在外面环境催化下一般两到三个月就能分解成有机物二氧化碳和水，对环境没有污染，普通的可降解的是分解一部分聚乙烯，天壮的添加的母料是完全分解的。
可降解塑料袋的配方，有一些塑料袋是用碳酸酯来进行制作的。
这样的类型的高分子比较容易降解。
当然它并不是制作水桶用的聚碳酸酯啊，它是碳酸和其他的化合物形成的酯类。
光降解机理是：光降解剂是过渡金属元素且含有双键的有机化合物,在光照下发生光化学反应,产生自由基化合物,转移聚合物分子上的氢,导致分子链断裂,从而实现聚合物的降解。
光降解剂分为过渡金属化合物（络合物）和二苯甲酮类化合物两类。
生物降解机理是：生物降解剂可以用细菌、真菌、放射线菌的作用,靠生物细胞的生长,而使塑料制品发生机械破坏,或是通过微生物对聚合物作用而产生新的物质,或是直接侵蚀塑料制品组分,生成霉菌,而导致塑料分裂、氧化、断链。
生物降解剂主要是玉米、土豆、谷物等淀粉。
光/生物降解塑料是塑料制品在地面上受阳光照射,按光降解机理发生光降解.塑料制品
在地下土壤中时,按生物降解机理发生生物降解。
降解塑料制作方法就是树脂+光敏剂+光降解调节剂或树脂+生物降解材料+光敏剂+其他。
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二氧化碳变塑料
看不见摸不着的二氧化碳如何变成塑料？这 看不见摸不着的二氧化碳如何变成塑料？ 里要过三道技术难关， 里要过三道技术难关，第一个个难题由人本科学 家攻克，而孟跃中解决的是最后两个关键问题。 家攻克，而孟跃中解决的是最后两个关键问题。
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（ 二氧化碳的组成元素就是碳和氧，碳是构成有机物（如塑 的必要元素， 料）的必要元素，如果能够成功使二氧化碳与其它化合物 发生反应，它就可以成为制塑料的材料。 发生反应，它就可以成为制塑料的材料。他首次通过一种 名为二乙基锌的催化剂， 名为二乙基锌的催化剂，使氧原子之间的双键断开或者若 即若离，碳原子放出电子与其他物质结合成可降解塑料。 即若离，碳原子放出电子与其他物质结合成可降解塑料。
分子与分子“握手” 第三关 分子与分子“握手”
要使催化剂接触面尽可能大， 要使催化剂接触面尽可能大，也就要使它的颗粒尽可能 最好能够实现分子与分子“握手” 孟跃中想到， 小，最好能够实现分子与分子“握手”。孟跃中想到， 含氟的化合物是能够溶于液态的二氧化碳的。 含氟的化合物是能够溶于液态的二氧化碳的。二氧化碳 在高压之下会变成流体状态， 在高压之下会变成流体状态，如果把催化剂附在含氟化 合物身上， 合物身上，就可以使催化剂以分子状态与二氧化碳的分 握手” 通过这种方法，原来1克催化剂表面积如 子“握手”。通过这种方法，原来 克催化剂表面积如 平方米的话， 果1平方米的话，处理后表面积起码可以增加五百倍。 平方米的话 处理后表面积起码可以增加五百倍。
二氧化碳塑料的优点
二氧化碳降解塑料属完全生物降解塑料类，可在自然 二氧化碳降解塑料属完全生物降解塑料类， 环境中完全降解，可用于一次性包装材料、餐具、 环境中完全降解，可用于一次性包装材料、餐具、保鲜材 一次性医用材料、地膜等方面。 料、一次性医用材料、地膜等方面。利用此技术生产的降 解塑料， 解塑料，不仅将工业废气二氧化碳制成了对环，而且避免了传统塑料产品对环境的污染。因此， 二氧化碳降解塑料的生产和应用，无论从环境保护，或是 二氧化碳降解塑料的生产和应用，无论从环境保护， 从资源再生利用角度看，都具有重要的意义。 从资源再生利用角度看，都具有重要的意义。
原材料的不同
普通的塑料原料，如聚乙烯、 普通的塑料原料，如聚乙烯、聚丙烯等聚合物是以烃为单 体聚合而成， 体聚合而成，而二氧化碳基聚合物则是以烃和二氧化碳为 原料共聚而成，其中二氧化碳含量占31%~50%，与常规 原料共聚而成，其中二氧化碳含量占 ， 聚合物相比，对烃类及石油的消耗大大减少。 聚合物相比，对烃类及石油的消耗大大减少。二氧化碳基 聚合物不但可以减少对石油的消耗， 聚合物不但可以减少对石油的消耗，而且环境适应性也很 理想。 理想。
第二关 工业生产
科学家最初发现的催化剂成本很高，无法进行工业开 科学家最初发现的催化剂成本很高， 为了降低成本，科学家力求找到一个高效催化剂， 发。为了降低成本，科学家力求找到一个高效催化剂， 但催化剂的价格更高。孟跃中走了另外一条路子， 但催化剂的价格更高。孟跃中走了另外一条路子，不 再去寻找新的催化剂，而利用现有的催化剂， 再去寻找新的催化剂，而利用现有的催化剂，增大接 触面积来增加它的催化效率。 触面积来增加它的催化效率。在化学上有个正比例关 系，就是催化剂跟被催化物的接触面越大，催化反应 就是催化剂跟被催化物的接触面越大， 也将会更加有效。 也将会更加有效。
绿色化学
二氧化碳制降解塑料
众所周知的二氧化碳
（一） 二氧化碳是石油和天然气等物质燃烧释放出来 的一种气体，既是环境温室效应的“元凶” 的一种气体，既是环境温室效应的“元凶”，又是潜在 的碳资源。 的碳资源。 鉴于温室气体排放带来的潜在威胁， （二） 鉴于温室气体排放带来的潜在威胁，全球多数 国家已经加入到了努力减少二氧化碳排放的行列当中。 国家已经加入到了努力减少二氧化碳排放的行列当中。 二氧化碳的回收利用成为当下的热点。 （三） 二氧化碳的回收利用成为当下的热点。而目前 国内外在研发领域具有创新优势的可降解塑料原料—— 国内外在研发领域具有创新优势的可降解塑料原料 二氧化碳基聚合物。 二氧化碳基聚合物。
二氧化碳基塑料的现状
中海油投资1.522亿元人民币建设的 亿元人民币建设的3000吨/年二氧 中海油投资 亿元人民币建设的 吨 年二氧 化碳可降解塑料项目于2008年三季度建成投产，该项目 年三季度建成投产， 化碳可降解塑料项目于 年三季度建成投产 采用的技术已成功将二氧化碳可降解塑料吹膜并制作成 环保塑料袋。 环保塑料袋。 二氧化碳塑料薄膜已经通过了美国生物降解塑料研 究所（ 究所（BPI）的综合论证，在生物降解性能和热力学性 ）的综合论证， 能改进方面取得了突破，可以在-15℃ 能改进方面取得了突破，可以在 ℃至60℃下长期使 ℃ 薄膜的抗冲击强度超过120克，抗冲击性能与抗撕 用，薄膜的抗冲击强度超过 克 裂性能与聚乙烯相当， 裂性能与聚乙烯相当，完全达到了作为普通包装薄膜的 使用要求。 使用要求。