年产3万吨二氧化碳可降解塑料项目简介及翻译
2024年产6万吨生物可降解高分子材料PBAT项目可行性研究报告
请优先考虑：
一、项目简介
1、生物可降解高分子材料PBAT项目是指2023年生产6万吨生物可
降解高分子材料PBAT项目。
该项目主要是利用可降解高分子材料的特性，将其应用到塑料制品上，来满足当前市场对可降解环保型塑料制品的需求。
2、生物可降解高分子材料PBAT的生物可降解性能，是在一定的温度
条件下，材料经受微生物或者植物等自然环境的效应而有效被分解消失，
避免残留社会及环境污染的问题。
该项目在满足环保指标的同时，也能充
分利用降解产物，如植物液体或气体，作为有用的资源来获得经济收益。
二、项目目标
1、生产6万吨PBAT材料。
2、满足市场对环保型塑料制品的需求，有效的利用生物可降解的材料，提高塑料制品的使用寿命和品质。
3、实现项目投资回报率最大化，在经济上获得收益，并取得社会效益。
三、项目分析
1、市场分析：由于我国政府对降解材料的发展持积极态度，加上现
在人们对环保的认识，使得降解材料迅速被市场接受，市场前景广阔。
2、成本分析：PBAT的主要原材料是植物油和环氧树脂，原材料的成
本控制占了生产成本的比重较大。
同时，PBAT项目还需要实施有效的生
产管理规范，以控制生产成本。
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。
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。
年产3万吨化纤用再生PET瓶片专用料项目环境影响报告表
项目名称：年产3万吨化纤用再生PET瓶片专用料项目一、项目概述随着人们对环境保护意识的提高，再生PET瓶片的需求逐渐增加。
本项目拟建年产3万吨化纤用再生PET瓶片专用料生产线，采用先进的回收技术，将废弃PET瓶片进行回收利用，生产高质量的再生PET瓶片专用料，以满足化纤行业对原材料的需求。
二、环境影响评价1.外部环境影响（1）大气环境影响：项目建成后，将增加一定数量的生产设备和相关设施，可能会产生一定的废气排放。
因此，项目将采取节能降耗措施，采用先进的净化设备，以确保废气排放符合国家标准。
（3）土壤环境影响：项目建设过程中将进行场地开挖、设备安装等工作，可能给周边土壤环境带来一定的影响。
项目将采取相应的防护措施，确保建设过程对土壤环境的影响最小化。
2.内部环境影响（1）噪声：项目建设和生产过程中会产生一定的噪声。
项目将采取隔音措施，确保噪声对周边居民的影响不超过国家标准。
（2）废水：项目将产生一定数量的废水，其中包含一些有机物和悬浮物。
为了保护水环境，项目将采取先进的废水处理技术，确保废水排放符合国家标准。
（3）废物：项目将产生一定数量的废弃物，包括废旧设备、废料等。
项目将进行合理的废物处置，以减少对环境的影响。
三、环境保护措施1.节能降耗措施：项目将采用先进的生产工艺和设备，提高生产效率，降低能耗。
2.废气处理设施：项目将配备先进的废气处理设施，确保废气排放符合国家标准。
3.污水处理设施：项目将配备污水处理设施，对排放的废水进行处理，达到国家排放标准。
4.噪声防护措施：项目将采取隔音措施，确保噪声对周边居民的影响不超过国家标准。
5.废物处置：项目将进行废物分类收集，设立专门的废物存放区，并委托合格的废物处理单位进行处置。
四、环境风险应对项目建设和运营过程中，存在一定的环境风险。
项目将成立专门的环境管理团队，负责环境监测和日常管理工作。
同时，制定应急预案和环境应对措施，以应对可能发生的环境突发事件。
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。
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。
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
我首创二氧化碳降解材料塑料袋
Ａｄ ｎ ｅ ｉ ｎ ｈ ｓｓ ａ ｄ Ａｐ ｉａ ｉ ｆＨｙ ｅ ｂ ａ ｃ ｅ ｏｌ ｅ ｓ ｖａ ｃ ｎ Ｓｙ ｔ ｅ ｉ ｎ ｐｌ ｔｏｎ ｏ ｐ ｒ ｒ ｎ ｈ ｄ Ｐ ｙｍ ｒ ｃ
Ｌ Ｓ ｕ— Ｔ ／ ｈ ｅ， ＡＮＧ — ｏ ｇ。 ＣＨＥＮ ａ —ｉ ｇ Ｘｕ ｄ ｎ Ｘｉ ｏ ｔ ｎ
Ｋｅ ｒ ｓ ｈ ｐ ｒ ｒ ｎ ｈ ｄ ｐ ｌｍｅ ；ｓ ｃｕ ａ ｈ ｒ ｃｅ ｓ ｃ ；ｓ ｎｈ ｔ ｔ ｏ ｓ ｐ ｌ ａｉｎ ｙ ｗｏ ｄ ： ｙ ｅ ｂ ａ ｃ ｅ ｏｙ ｒ ｔ ｔｒ ｌｃ ａ ａ ｔｒ ｔ ｓ ｙ ｔ ｅｉ ｍｅｈ ｄ ；ａ ｐ ｉ ｔ ｕ ｒ ｉ ｉ ｃ ｃ ｏ
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（ ｃｏｌ ｆ ｔ ｉ ｃ ｎ ｅ＆ Ｃ ｅ ｉ ｌ ｎｉｅｒ ｇ Ｓｈｏ ｏ ｅ ａ Ｓｉ ｃ Ｍａ ｒ ｌ ｅ ｈ ｍｃ ｇｎｅｉ ， ａＥ ｎ Ｔａｊ ｎｖｒｉ ｆ ｃ ｎｅ＆ Ｔ ｃｏｏｙ Ｔａｊ ０４ ７ Ｃ ｉａ） ｉ ｉ Ｕ ｉ ｓｙｏ ｉ ｃ ｎｎ ｅ ｔ Ｓｅ ｅｈｌｇ ， ｉ ｉ ３ ０ ５ ， ｈｎ ｎｎ
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。
二氧化碳可降解塑料
谢 谢
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。
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。
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。
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Project for Annual Output of 30,000 Tons of Carbon Dioxide Degradable Plastics
1. Project name: Annual output of 30,000 tons of carbon dioxide degradable plastics
2. Production scale: 30,000 tons
3. Main raw materials:Carbon dioxide, Epoxy propane
4. Market prospect: The global consumption of degradable plastics was about 2,000,000 tons in 2010, degradable plastics will have a rapid development in subsequent 5 to 10 years, the global demand of degradable plastics will be more than 3,000,000 tons in 2015 and 20,000,000 tons in 2020, the domestic demand of degradable plastics will be more than 2,000,000 tons in 2020, so degradable plastics has a very broad market prospect.
5. Application: Carbon dioxide degradable plastic is one of the biodegradable plastics, which can be degraded in natural environment. It's commonly used in disposable packing materials, tableware, preservative material, disposable medical material, mulch film, etc.
6. Analysis on expected economic benefits:
(1) The investment in project construction will be 25.859 million yuan and the total investment will be 26.001 million yuan.
(2) The annual sales revenue will be 47.268 million yuan, with annual profit taxes of 6.5268 million yuan when the project will reach its design capacity. The investment profit rate will be 22.46% and the investment recovery period of 5.9 years (including construction period 1.5 years) for the project.。