二氧化碳合成可降解塑料

二氧化碳合成可降解塑料(ppc)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。应用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。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。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，该副反应导改生成不稳定的低相对分子质量共聚物。。现在，由日本东京大学工程学院化学与生物技术系KyokoNozaki教授开发的新催化剂基本上解决了这一限制。2009年7月末，中国科学院长春应用化学研究所近日传来喜讯，该所历时8年研究并通过与企业合作，突破了二氧化碳可降解塑料（PPC）研究中的系列技术关键，并创下该研究领域7项世界第一。这7项研究成果分别为：在内蒙古建成世界首条、也是规模最大的3000吨/年PPC生产线；首次在世界上将二氧化碳聚合物的玻璃化温度提高到-10~120°C,使用温度提高到70°C,大幅拓展了？?。的应用范围；率先开发出数均分子质量超过15万、重均分子质量超过100万、二氧化碳含量超过42%（质量比）的二氧化碳共聚物；首次生产出具有可完全生物降解性能的高阻隔薄膜材料，该薄膜可大规模用于食品包装材料；在国际上率先突破二氧化碳共聚物连续吹制成膜的加工瓶颈，开发出具有我国自主知识产权的大面积、连续薄膜制备技术；成功开发出PPC医用敷料，建立了该敷料的企业标准，获得了世界首个二氧化碳共聚物医用一次性可降解材料的生产许证。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-环氧柠檬烷的对映体。使CO2与环氧丙烷分子制取共聚物，其平均相对分子质量为26500。反应发生在DME（1,2-二甲氧基乙烷）

溶剂和1.4MPaCO2压力条件下，产率为99%,选择性为97%,环状丙烯碳酸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。名称代表性商品牌号资源利用技术性能加工性能应用性能名称代表性商品牌号资源利用技术性能加工性能应用性能降解性能二氧化碳全降解塑料利用CO2废气.变废为宝，减少石油资源一半的使用巳通过中试技术鉴定良好阻气性好.透明度、断裂伸长率高可生物降解性好.兼具有光降解性能聚己内酯(PCL)TonePolymer石油化工资源技术较成熟，已有商品问世良好生体适性、力学性能好.熔点低于60°C生物降解性能良好聚乳酸EcoPLA淀粉、农副产品可再生资源技术较成熟，已有商品问世良好透明度高生物降解性能，安全性能好淀粉基塑料Novon淀粉可再生资源技术较成熟，已有商品问世良好透明度、耐水性较差生物降解性能优聚3-羟基丁酸和戊酸酯共聚物(PHBV)Biopol淀粉、废糖蜜等可再生资源技术较成熟，已有商品问世良好生体适性、阻气性好.熔点145°C生物降解性能，水解性能好聚乙烯醇(聚己内酯y淀粉合金MetarBi石油资源、淀粉可再生资源技术较成熟，已有商品问世良好生物降解性能优类似普通塑料表1二氧化碳降解塑料与其他降解塑料的比较四比普通塑料价格高810倍比普通塑料价格高4~6倍比普通塑料价格高2~3倍比普通塑料价格高2~4倍比普通塑料价格高3~4倍比普通塑料价格高2~4倍价格难题之一：成本压力太大。目前我国开发成功的二氧化碳降解塑料技术主要有4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；天津大学的以稀土络合催化剂为核心的二氧化碳与环氧氯丙烷共聚反应生产脂肪族聚碳酸酯技术；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。在这4种技术中，实现了产业化的有3种，依次是采用中科院长春应用化学研究所技术建成投产的内蒙古蒙西高新科技集团3000吨/年、中海石油化学股份公司3000吨/年降解塑料项目采用广东中山大学技术建成投产的河南南阳天冠集团5000吨/年项目，以及采用中科院广州化学所技术建成投产的江苏玉华金龙科技集团金龙绿色化学有限公司2000吨/年降解塑料项目。由于这些项目规模小，项目所用催化剂要么是稀土系催化剂，要么是纳米催化剂，目前只能小批量生产，产量低、价格贵。此外，项目所需主要原料之一环氧丙烷和环氧氯丙烷价格也很高，再加上不菲的新产品推广费用，导致二氧化碳降解塑料的最终成本高达18000元/吨以上。在石油基塑料价格随石油价格走低的情况下，二氧化碳降解塑料企业的成本压力越来越大，已经影响到企业的正常经营。难题之二：需求小销售难。二氧化碳降解塑料居高不下的成本，支撑其价格始终高于石油基塑料1.5-2倍。加之其热稳定性、阻隔性、加工性与石油基塑料存在一定差距，限制了其只能在食品包装、医疗卫生等有特殊要求的极少数领域使用，无法在需求巨大的薄膜、农地膜等领域推广应用。不仅如此，即便在有限的食品包装、医疗卫生领域，也面临聚乳酸、聚乙烯醇、聚丁二酸丁二醇酯等降解塑料的冲击与竞争，使得二氧化碳降解塑料的消费市场十分狭小，产品销售困难。难题之三：投资风险大。就单位产品投资额而言，二氧化碳降解塑料项目的投资额比煤制油还高，一个1万吨/年二氧化碳降解塑料项目往往需要1.4亿元以上的资金投入，单从经济效益考虑，项目的投资风险是很大的。中海石油化学股份公司和内蒙古蒙西高新集团也坦承，如果不计算节能减排和环保效益，二氧化碳降解塑料项目根本不赚钱甚至会赔钱。据了解，2007年底至今，虽然吉林、河南、辽宁、江苏、广东、宁夏等省区先后推出18个累计80万吨/年二氧化碳降解塑料招商项目，但实施的只有广州天成生物降解材料有限公司一家。国家应从节能减排与环保的战略高度，加大对包