二氧化碳基可降解塑料生产技术与投资分析
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。
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。
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。
可降解塑料项目投资计划与经济效益分析
可降解塑料项目投资计划与经济效益分析可降解塑料是一种能够在自然环境中分解、降解的塑料材料，对于解决塑料污染问题具有重要意义。
投资可降解塑料项目不仅能够保护环境，还有望带来可观的经济效益。
本文将结合投资计划和经济效益分析，对可降解塑料项目进行探讨。
1.项目投资计划：（1）建立生产线：可降解塑料项目需要建立专门的生产线，这是整个项目的核心。
生产线的投资包括设备采购、场地租赁、技术支持等方面，预计投资额为1000万元。
（2）原材料采购：可降解塑料的原材料主要是生物基塑料和可降解添加剂，预计投入资金为300万元。
（3）人力资源：项目需要一定的人力资源进行生产管理、研发和销售等工作。
计划招聘50名员工，预计年度人力成本为500万元。
（4）市场推广费用：为了确保产品的销售，项目需要进行市场推广。
预计每年投入100万元用于市场调研、广告宣传和销售推广等方面。
（5）其他费用：包括项目管理费用、税费等，预计年度投入50万元。
2.经济效益分析：（1）市场需求：当前，全球对于可降解塑料的需求持续增加。
由于可降解塑料能够分解、降解，对环境无害，因此市场前景广阔。
（2）销售预测：预计项目初期年度销售收入为2000万元，逐年增长10%。
假设经过5年发展，销售收入达到5000万元。
（3）成本分析：项目的主要成本包括原材料成本、生产线运营成本和人力成本等。
按照目前的市场价格和经验估算，每年成本为1500万元。
（4）净利润预测：预计项目初期净利润为500万元，逐年增长10%。
若按照5年发展的预测，预计第五年净利润达到1500万元。
（5）投资回报年限：根据项目投资额和净利润预测，项目的投资回报年限为约6.7年。
3.风险分析：（1）市场竞争：目前可降解塑料市场竞争激烈，需要进行市场调研和产品创新，以便更好地满足市场需求。
（2）政策风险：政府可能颁布相关政策以限制塑料污染，但同时也为可降解塑料项目带来了机遇。
（3）技术风险：可降解塑料的生产技术仍在发展中，可能存在技术不稳定性和不可预见的问题。
利用环氧丙烷生产二氧化碳基可降解塑料
２ ０ １ ３年 ６月
湖南 理工 学 院学报 （ 自然科 学版 ）
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｈｕ ｎ ａ ｎ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ（ Ｎａ ｕｒ ｔ Ｍ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ｓ
ａ ｎ ｄ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｅ ｃ ｏ ｎ ｏ ｍｉ ｃ ａ ｌ ｅ ｉｃ ｆ ｉ ｅ ｎ ｃ ｙ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｉ ａ ｌ ｕ ｎ ｉ ｔ ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｉ ｎ ｇ ｄ ｅ ｇ ｒ ａ ｄ ａ ｂ ｌ ｅ ｐ ｌ ａ ｓ ｔ ｉ ｃ ， ｐ ｒ ｏ ｐ ｏ ｓ ｅ ｓ ｐ ｒ ｏ ｂ ｌ ｅ ｍｓ ｍｅ ｔ ｉ ｎ ｃ ｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｉ ｎ ｇ
ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ｒ ｏ ｊ ｅ ｃ ｔ ．
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： Ｐ Ｏ； ｃ ａ ｒ ｂ ｏ ｎ ｄ ｉ ｏ ｘ ｉ ｄ ｅ ； ｃ ｏ ｐ ｏ ｌ ｙ ｍｅ ｒ ｉ ｚ ｅ ； ｄ ｅ ｒａ ｇ ｄ ａ ｂ ｌ ｅ ｐ ｌ ａ ｓ ｔ ｉ ｃ
１二氧化碳基可 降解 塑料简介
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ａ ｋ ｉ ｎ ｄ ｏ ｆ ｄ ｅ ｇ ｒ ａ ｄ ａ ｂ ｌ ｅ ｐ ｌ ａ ｓ ｔ ｉ ｃ ｃ ａ ｎ ｂ ｅ ｏ ｂ ｍｉ ｎ ｅ ｄ ｆ ｒ ｏ ｍ Ｐ Ｏ ａ ｎ ｄ ｃ ａ ｒ ｂ ｏ ｎ ｄ ｉ ｏ ｘ ｉ ｄ ｅ ｂ ｙ ｃ ｏ ｐ ｏ ｌ ｙ ｍｅ ｒ ｉ ｚ ｉ ｎ ｇ ｕ ｎ ｄ ｅ ｒ ｔ ｈ ｅ ａ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ
二氧化碳基生物可降解塑料是二氧化碳和其他单体共聚产生的高聚物． 最具有工业化价值 的是由二
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
co2 多元醇 可降解材料 政策
如您所要求的，下面是一篇关于CO2多元醇可降解材料和相关政策的文章。
「CO2多元醇可降解材料与政策的探讨」目录1.引言2.CO2多元醇及其应用3.可降解材料的重要性4.政策对可降解材料的影响5.个人观点和理解6.总结引言CO2多元醇作为一种可再生资源，因其在生产过程中可以吸收二氧化碳，具有巨大的潜力在可降解材料行业中发挥作用。
本文将从CO2多元醇的特性和应用、可降解材料的重要性、政策对材料的影响以及个人观点和理解等方面进行探讨。
CO2多元醇及其应用CO2多元醇是一种由二氧化碳和环氧丙烷合成的多元醇，具有良好的可降解性和再生性。
它可以用于制备可降解的聚合物材料，如生物基聚乳酸（PLA）、聚己内酯（PCL）等，这些材料在生产和使用过程中对环境的影响较小，符合可持续发展的理念。
CO2多元醇还可以用作溶剂、润滑剂等，广泛应用于医药、化工、材料等领域。
其应用的拓展不仅可以带动相关产业的发展，还有助于解决环境问题，具有重要意义。
可降解材料的重要性可降解材料具有在一定条件下被微生物降解、生物降解或化学降解的特性，是解决塑料污染问题的有效途径。
与传统塑料相比，可降解材料可以减少对环境的污染，缓解塑料废弃物带来的问题。
特别是在当前全球环境保护意识不断提高的背景下，可降解材料的重要性愈发凸显。
人们对材料的环境友好性和可持续性提出了更高的要求，可降解材料的市场需求持续增长。
政策对可降解材料的影响政策是推动可降解材料发展的关键。
各国纷纷出台相关政策，鼓励和支持可降解材料的研发、生产和应用。
欧盟在单次使用塑料禁令中规定，到2030年，所有在市场上销售的塑料制品必须是可重复利用的或易于回收的。
这为可降解材料的应用提供了广阔的空间。
在中国，政府也积极倡导“减塑”政策，推动可降解材料的替代。
对可降解材料的相关补贴政策和标准制定，也为产业发展提供了政策支持。
个人观点和理解在我看来，CO2多元醇可降解材料的发展前景广阔，但需要政策的引导和支持。
中海油公司二氧化碳可降解塑料项目动工
３ 容敏智 ，章秋 明 ，潘顺龙 ． 高分子学报 ，２０ ，（ ） ８ ０４ ２ ：１ ４
（ 文 于 ２０ ０ 本 ０７— ４—２ 收 到 ） ３
中海 油 公 司 二 氧化 碳 可 降解 塑 料 项 目动 工
由中海油和 中科 院长春应用化学研究所共同 出资建设 的二 氧化 碳塑料项 目已破土 动工 。项 目的成 功实施将为大规 模综合 利 用二氧化碳开辟一条重要途径 ，推动上游气 田的开发利用 ，减少二 氧化碳 的集 中排 放。该项 目位 于中海油东方化 工城 内 ，属 国 家重点鼓励发展 的产 业。项 目总投资概算 １５２亿元 ，２０ ．２ １４年着手进行技术和设备研发 等工作 ，采用 长春应用化学研究所 自主研 ３ 发 的世界领先专利技术 ，具有 自主知识产权 ，设计年产能 ３００ｔ ０ ，预计 ２０ 年 ６ ０８ 月建成投产 。
Ｃ 一有 机 化 纳米 ｓ ｉ ％ ｄ 一有 机 化 纳米 ｓ ｉ ％
质量分数为 ５ ％
质量分数为 １ ％ ０
材料 的断裂伸长率下降。无机刚性粒子的加入 ，增加
了尼龙 ６ 子链 的刚性 ，使 分子链 易 于断裂 。 分
图 ５ 尼龙 ６ 有机化纳米 ｓ 复合材ｉｃ ｌ Ｄ ， Ｖａａ Ｒ ， Ｗ ａ Ｇ ， ｅ ａ ｎ ｏｎ Ｍ ｉ Ａ ｎｇ Ｚ ｔ １． Ｐ ｌｍｅ ２ ｏｙ ｒ， ００１ ，
ａ 一纯尼龙 ｆ ；
ｂ 一有机化纳米 （ ） ２ 质量分数为 ２ ％
２ 陈光 明，李强 ，漆 宗能等 ．高分 子学报 ，１ ９ １） ９ ，（２ ：１ ９
参
４ ２： １ ２１ ６
２３ 复 合材 料的结 晶形态 研 究 ．
尼龙 ６及其 复合 材料 的偏光显 微镜 照 片如 图 ５所
二氧化碳合成聚氨酯行业分析报告
二氧化碳合成聚氨酯行业分析报告
二氧化碳可作为聚氨酯资源用于化工产品的生产中，在水杨酸、环状碳酸酯等产品生产中得到大规模应用。
未来以二氧化碳为原料，生成高附加价值的二氧化碳共聚物是二氧化碳化学领域重点发展方向。
二氧化碳生成高分子材料，不仅能够提升二氧化碳附加价值，还能够解决现代石化资源紧缺的问题，同时还符合国内“双碳”目标，拓展二氧化碳的应用空间。
二氧化碳共聚物具有透明、可降解等特点，在食品和医用包装材料方面具有较高的竞争优势，二氧化碳共聚物医用材料的应用场景相当广阔
分析报告中最有发展价值的有两种，分别为二氧化碳基塑料（PPC）和二氧化碳基聚氨酯（CO2-PU），其中PPC具有生物可降解特性，能够用作包装袋和农用地膜等产品；二氧化碳基聚氨酯则是由二氧化碳和环氧丙烷生成，是聚氨酯的一种新型生产那工艺。
可降解塑料助力碳中和的路径分析—生物基、CO2原料和绿电
可降解塑料助力碳中和的路径分析—生物基、CO2原料和绿电可降解塑料在一定条件下可以在较短时间内被分解成二氧化碳和水，是应对“白色污染”和“海洋塑料污染”的有效方法。
可降解塑料既可以用生物原料生产，也可以来自于石化或煤化工原料。
由生物质制得的可降解塑料主要有聚乳酸（PLA）、聚羟基脂肪酸酯（PHA）等；由煤/石油等制得的可降解塑料主要有二元酸二元醇共聚酯系列（包括PBAT/PBS/PBSA/PBST等）、聚乙醇酸（PGA）、聚己内酯（PCL）、聚丙内酯（PPL）和CO2共聚物(PPC、PPC-P)等。
国内政策禁止、限制部分一次性不可降解塑料制品的生产、销售和使用，正是为了解决“白色污染”和“海洋塑料污染”。
而与此同时，可降解塑料还可以为实现碳达峰碳中和贡献力量，这更加凸显了可降解塑料的价值。
亚化咨询研究表明，可降解塑料助力实现碳中和主要有以下路径：生物基、CO2原料和绿电。
可降解塑料中的聚乳酸（PLA）因为基于生物基原料，其碳足迹仅为0.5吨CO2/吨PLA，远低于基于石化原料的聚乙烯（PE）和聚丙烯（PP）等。
而可降解塑料中的碳酸亚丙酯（PPC）以CO2作为主要原料之一，其碳足迹同样远低于常规塑料。
此外，可降解塑料主要类别之一的PBAT，同样可以通过两大手段来降低其碳足迹，为实现碳达峰碳中和做出贡献：1. 采用生物基原料；2. 生产过程采用基于可再生能源的“绿电”。
PBAT原料包括BDO、己二酸和PTA。
生物基BDO的技术已经基本成熟，而生物基己二酸和PTA的技术也在研发之中。
其中PTA不仅可以通过生物基生产，还可以通过CO2为原料，通过CO2制甲醇，甲醇MTA的工艺生产，同样可以大幅降低碳足迹。
生物基BDO是以生物基丁二酸为原料，经酯化、加氢、提纯等工艺制成，生物碳含量达到80%以上。
根据意大利Novamont公司的分析，与石油基BDO相比，生物基BDO在其整个生命周期中减少了60%的温室气体排放。
二氧化碳基全降解塑料产业化进展
（ NanYANG ZhongJu TianGuan Low Carbon Technology Co． ，Ltd． ，Nanyang 473000，China）
Abstract： The industrialization for carbon dioxide-based degradable plastics is introduced． The key equipment and technology about the industrialization are highlighted． The prospects are pointed out as well．
收稿日期： 2012 － 09 － 03 基金项目：“863”计划（ 2009AA034901） 作者简介： 甘力强（ 1978 － ） ，男，汉 族，硕 士 生，工 程 师，主 要 从 事 二 氧 化 碳 全 降 解 塑 料 工 程 研 究，通 讯 联 系 人，0377 － 61606917，glqwin @
Feb． 2013 ·4·
现代化工 Modern Chemical Industry
第 33 卷第 2 期 2013 年 2 月
二氧化碳基全降解塑料产业化研究进展
甘力强 （ 南阳中聚天冠低碳科技有限公司，河南 南阳 473000）
摘要： 介绍了二氧化碳基全降解塑料产业化的研究概况，重点研究了产业化中的关键设备和工艺，指出了二氧化碳基全降
题，而此时体系黏度只有几个厘泊，这就需要适合低
科研机构及 装 备 企 业 合 作，在 催 化 剂 开 发、工 艺 开
黏度体系的搅拌形式。随后反应逐渐进入链增长阶
发、反应及脱挥关键技术装备以及环氧丙烷回收与
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。
可降解塑料的研究现状及发展前景毕业论文
GDGM-QR-03-077-A/1Guangdong College of Industry & Commerce毕业综合实践报告Graduation synthesis practice report可降解塑料的研究现状及发展前景Research status and development prospects of degradableplastics系别：机械工程系班级：11材料2班学生姓名：方晓聪学号：1132201指导老师：邓小艳完成日期：2014.5.10广东工贸职业技术学院毕业(设计)论文内容提要摘要：目前,塑料已经成为人们生产和生活中常用的一种材料。
随着塑料产量的不断增长及其用途的不断扩大,其废弃物也与日俱增，带来了严重的环境污染问题。
使用高分子材料所造成的白色污染近年来受到各国的广泛重视，从而推动了可降解塑料的研究和发展。
可降解性塑料是解决垃圾、海洋污染和城市固体废弃物处理的可靠办法。
因此,在研究废旧塑料回收利用技术的同时,可降解塑料作为最可能解决塑料废弃物问题的途径已经成为了国内外研究热点。
关键词：可降解塑料污染解决研究现状发展目录毕业设计（论文）任务书 (i)毕业设计（论文）题目 (i)可降解塑料的研究现状及发展前景 (i)内容提要.................................................................... i ii 目录........................................................................... i v一、前言 (1)二、降解塑料的定义 (2)三、可降解塑料的种类 (2)（一）光降解塑料 (2)（二）生物降解塑料 (3)（三）光/生物双降解塑料 (3)（四）水降解塑料 (4)四、降解原理 (5)（一）生物解原理 (5)（二）光降解原理 (5)（三）光/生物降解原理 (5)五、降解塑料的主要用途 (6)（一）在普通塑料领域： (6)（二）在替代品领域： (6)六、研究现状 (7)（一）我国可降解塑料的研究现状 (7)（二）国外可降解塑料的研究现状 (10)（三）可降解塑料尚存在的问题 (11)七、可降解塑料的特性 (13)八、发展前景 (13)九、结束语 (14)十、参考文献 (16)十一、致谢 (17)可降解塑料的研究现状及发展前景一、前言目前，塑料制品的广泛应用给人们的生活带来了诸多便利，但是塑料制品使用后其废弃物却不能自动消失，长期地残留在自然界造成了严重的“白色污染”，严重破坏了自然环境，影响了生态平衡。
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。
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
二氧化碳塑料薄膜已经通过了美国生物降解塑料研 究所（BPI）的综合论证, 在生物降解性能和热力学性能 改进方面取得了突破, 可以在-15℃至60℃下长期使用, 薄膜的抗冲击强度超过120克, 抗冲击性能与抗撕裂性能 与聚乙烯相当, 完全达到了作为普通包装薄膜的使用要 求。
二氧化碳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。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, 或是从资源 再生利用角度看, 都具有重要的意义。
谢 谢
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。
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。他首次通过一种 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。
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。
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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。
[2]
2 国内外技术进展
在催化剂的作用下，环氧丙烷与二氧化碳共聚得到聚碳酸亚丙酯，副产碳酸丙烯酯。
反应式如下：
催化剂
环氧丙烷
聚碳酸亚丙酯碳酸丙烯酯
如何提高聚碳酸亚丙酯的选择性，降低副产物产率是科学家研究的重点。
2.1 国外技术进展
美国、韩国、日本、俄罗斯和我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。
将二氧化碳与环氧丙烷（PO）共聚的技术于上世纪60年代首次发现，但是由于副反应生成环状丙烯碳酸酯（CPC）而未能推向商业化，该副反应导致不稳定的低分子量共聚物生成。
现在，由日本东京大学工程学院化学与生物技术系Kyoko Nozaki教授开发的新催化剂基本上解决了这一限制。
新催化剂为含有2个醋酸酯配合基的双-（哌啶基甲基）-羟碘钴(III)络合物，它由醋酸钴与对应的双水杨叉二胺反应合成，随后在过量醋酸和空气存在下进行氧化而成。
该催化剂可使CO2与环氧化物，如环氧丙烷、环氧1-丁烷和环氧1-己烷反应可选择性地生成共聚物。
例如，该催化剂可用于使CO2与环氧丙烷分子制取共聚物，其平均分子量为26500。
反应发生在DME（1,2-二甲氧基乙烷）溶剂和1.4 MPa CO2条件下，产率为99%，选择性为97%。
环状碳酸丙烯酯的生成则受到抑制。
这类共聚物的商业化生产为利用CO2提供了机遇，从而可减少这种温室气体排向大气。
该项目研究从CO2与环氧化物制取脂肪族聚碳酯的商业化开始着手。
得到日本新能源与工业技术开发组织的支持，并有日本3家大学（包括东京大学）和4家公司参与。
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、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
生产二氧化碳降解塑料，美国年产量约为2 万吨，日本、韩国也已形成年产上万吨规模。
[2] [3]
二氧化碳作为合成高分子材料的单体的研究工作受到了世界各国广泛的重视。
二氧化碳与环氧丙烷共聚物类的脂肪族聚碳酸酯是二氧化碳合成高分子材料领域的一大亮点。
这类材料具有生物降解性能，不仅解决了当前塑料制品难以降解而导致的白色污染问题，也减少了二氧化碳的排放。
作为一类新型的脂肪族聚碳酸酯，二氧化碳与环氧丙烷共聚物具有透明性、生物降解性和氧气阻隔性能等特点，但是其性价比依然有待于大幅度改善，才能满足实际应用要求，今后仍需开展更深入的工作，推动二氧化碳基塑料实现真正大规模的实际应用。
2.2 国内技术进展
在国内，自上世纪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。
目前我国开发成功的二氧化碳降解塑料技术主要有3种，即中科院长春应用化学研究所的以稀土配合物、烷基金属化合物、多元醇和环状碳酸酯组成的复合催化剂为核心的高效脂肪族聚碳酸酯制备技术；中科院广州化学所的以纳米催化剂为核心的二氧化碳与环氧丙烷反应生产全降解塑料技术；广东中山大学的以高效纳米催化剂为核心的环氧丙烷高效合成聚碳酸亚丙酯树脂技术。
（1）2001年中科院长春应化所着手进行二氧化碳的固定及利用的工业化研发工作，与蒙西高新技术集团公司合作，经过3年攻关，建成了世界上第一条3000 t/a“二氧化碳基全降解塑料母粒”工业示范生产线。
该工程由内蒙古轻化工业设计院设计，采用中科院长春应用化学研究所技术，生产规模为3000 t/a。
据称其产品可望部分取代聚偏氟乙烯、聚氯乙烯等医用和食品包装材料，并可用于一次性食品和药物包装。
截至2017年已实现运行13年多，共生产50000多吨产品，各项技术指标均达到世界领先水平。
这标志着该公司二氧化碳基生物降解塑料技术跻身世界前列。
该生产技术为蒙西集团与中科院长春应用化学研究所合作开发，已通过中科院高技术研究与发展局组织的专家验收和科技部“863”项目验收。
同时，在二氧化碳共聚合催化体系、聚合方法等方面，蒙西集团已获授权美国专利2项、中国专利3项，建立了比较完备的自主知识产权体系。
该项目取得了3项世界第一：在国际上首次解决了二氧化碳共聚物的冷流难题；率先开发出具有生物可降解性能的高阻隔薄膜材料；获得全球首个二氧化碳共聚物医用可降解材料生产许可证。
该所已完成3万吨/年生产线工艺包设计。
（2）由江苏中科金龙股份公司与中科院广州化学所联合研制的以CO2为原料制备完全。