化學(xué)工業(yè)很大程度上依賴于傳統(tǒng)的碳、石油、天然氣、煤和生物質(zhì)資源。這四種物質(zhì)是40種基本化學(xué)品和40000多種化工產(chǎn)品的基礎(chǔ)。
二氧化碳具有低成本和低毒性,是合成聚合物,特別是聚碳酸酯和聚氨酯的有吸引力的碳原料,這些聚合物主要是基于高毒性光氣和芳香族或脂肪族二醇的縮合。
包括拜耳、SK化學(xué)、道瓊斯、薩比克、諾沃默、三井化學(xué)和三菱在內(nèi)的多家公司正在調(diào)查催化合成可持續(xù)性能聚合物和化學(xué)品的經(jīng)濟(jì)潛力,這些聚合物和化學(xué)品來(lái)自CO2(或一氧化碳)和環(huán)氧化物。
在拜耳材料科學(xué)和拜耳技術(shù)服務(wù)公司與RWE電力公司和RWTH Aachen大學(xué)成功試驗(yàn)階段之后,正在計(jì)劃生產(chǎn)設(shè)施以CO2為主要原料生產(chǎn)聚醚聚碳酸酯多元醇(PPP)。
該工藝的關(guān)鍵是鋅催化劑體系的優(yōu)化,以使CO2的有效反應(yīng),其通常反應(yīng)緩慢。CO2的低能量密度通常阻礙了這種反應(yīng)。
PPP將被加工成聚氨酯。PPP與異氰酸酯反應(yīng),單體用于聚氨酯生產(chǎn)。2015年這個(gè)商業(yè)規(guī)模的工廠計(jì)劃投入使用,生產(chǎn)CO2基塑料,預(yù)計(jì)將用于床墊應(yīng)用。
Novomer開發(fā)了以CO2為主要原料生產(chǎn)聚丙烯碳酸酯(PPC)和聚碳酸乙烯酯(PEC)的技術(shù)。基于CO2與環(huán)氧丙烷(PO)或其他環(huán)氧化合物的共聚合,聚合物可以同時(shí)作為熱塑性聚合物和用于包裝和涂覆產(chǎn)品的多元醇來(lái)生產(chǎn)。
該公司還開發(fā)了鏈轉(zhuǎn)移技術(shù),生產(chǎn)用于熱固性應(yīng)用的低分子量CO2基多元醇,這些多元醇在涂料、粘合劑、泡沫和復(fù)合樹脂中具有商業(yè)可行性。該方法使用的催化劑體系比以前的系統(tǒng)活性高約300倍。催化劑體系不使用貴金屬,需要簡(jiǎn)單的有機(jī)化學(xué),保持合成成本低。
專有的CO2和CO可持續(xù)塑料原料路線
在世界上第一個(gè)大規(guī)模生產(chǎn)PPC多元醇的生產(chǎn)中,生產(chǎn)了超過(guò)7噸的成品。Albemarle在他們位于南卡羅來(lái)納州奧蘭治堡的工廠使用現(xiàn)有的Albemarle設(shè)備進(jìn)行放大生產(chǎn),該設(shè)備經(jīng)過(guò)改造用于PPC多元醇生產(chǎn)。1,000分子量的PPC二醇用于加速產(chǎn)品認(rèn)證和廣泛的傳統(tǒng)聚氨酯應(yīng)用。
此外,BioMid纖維是一種新的100%纖維素纖維,已由Gordon Shank Consulting與ENC International(韓國(guó)工程天然復(fù)合材料公司)合作進(jìn)行商業(yè)化。新纖維的銷量在前10個(gè)月突破100萬(wàn)磅。連續(xù)長(zhǎng)絲纖維素纖維具有類似于玻璃纖維的外觀,但質(zhì)量是其一半(或與芳族聚酰胺纖維大致相同的密度)。
BioMid纖維原料是軟木和硬木芯片的專利混合物。將原始生物質(zhì)分離成木質(zhì)素,纖維素和半纖維素。木質(zhì)素和半纖維素完全用作塑料的添加劑和填料以及生物燃料的原料。剩余的純纖維素被轉(zhuǎn)化成連續(xù)長(zhǎng)絲和紗線。
BioMid纖維呈白色,在濕潤(rùn)時(shí)是半透明的,而其他天然纖維如亞麻,劍麻,大麻和洋麻是棕色的。BioMid纖維的高結(jié)晶度使其比其他天然纖維更透明,因此更有可能成為玻璃的直接替代品。
纖維還具有:
比模量接近E玻璃
特定抗拉強(qiáng)度可與Innegra Technologies相媲美
8克/旦尼爾高模量PP(聚丙烯)或HMPP纖維
穩(wěn)定到360攝氏度
BioMid纖維制造和產(chǎn)品
在右上圖中可以看到三種面料,半干,另一半是層壓。玻璃織物(左)干燥時(shí)為白色,層壓時(shí)為半透明; 亞麻織物(中心)干燥時(shí)為棕色,層壓時(shí)為深棕色; 而BioMid面料(右)在干燥和層壓時(shí)呈玻璃狀。
BioMid是通過(guò)溶解纖維素并以類似于生產(chǎn)HMPP纖維的方法從噴絲頭紡制溶液而制成的。生產(chǎn)的纖維素纖維具有高結(jié)晶度(95%),允許在高達(dá)360攝氏度的溫度下加工纖維。由于許多商業(yè)樹脂系統(tǒng)必須在高達(dá)200攝氏度的溫度下加工,因此BioMid在大多數(shù)情況下都是可行的選擇。不能使用在150攝氏度下降解的天然纖維。
與長(zhǎng)度不同的不連續(xù)天然纖維不同,紡粘的BioMid纖維可以連續(xù)生產(chǎn)。它們不需要被捆成束,而是可以并行使用,從而實(shí)現(xiàn)比捻紗更高的性能和更薄的織物。
紡紗使得能夠生產(chǎn)出任何天然纖維(0.39至0.43密耳)的最小最一致的長(zhǎng)絲直徑,這對(duì)于植物纖維通常是不可能的。例如,亞麻平均為0.79密耳,但直徑為0.59和1.18密耳。
目前有三家公司將材料轉(zhuǎn)換為面料:
· Absecon Mills(新澤西州科?。┥a(chǎn)梭織面料
· Saertex USA LLC(北卡羅來(lái)納州穆爾斯維爾)生產(chǎn)縫合面料
· A&P Technology(俄亥俄州辛辛那提)生產(chǎn)編織面料
此外,Nexeo Solutions(德克薩斯州伍德蘭茲)將BioMid紗線分銷到織造工藝的轉(zhuǎn)換器和用于纖維纏繞和拉擠成型工藝的零件制造商。法國(guó)Porcher Industrie公司還在復(fù)合材料行業(yè)推出了基于純纖維素纖維“Greenlite”的增強(qiáng)材料。
最后,讓我們考慮一下由巴斯夫開發(fā)的新型完全可堆肥多層食品包裝阻隔薄膜。這些技術(shù)包括薄膜樹脂,油墨,粘合劑和底漆,它們符合食品包裝要求。完全可堆肥,新的包裝材料可以用于工業(yè)堆肥設(shè)施而不是垃圾填埋場(chǎng)。
傳統(tǒng)的多層包裝薄膜既不可回收也不可堆肥。它們由多層傳統(tǒng)塑料和粘合劑組成,可提供屏障,彩色印刷和必要的粘合劑,將所有層粘合在一起。這些各種材料不易分離處理,使回收成為問(wèn)題,并且這些層制成的化學(xué)品不能堆肥。
Compostable包裝(頂部)和多層薄膜橫截面(底部)
可堆肥包裝材料由六層薄膜組成:
· Ecoflex和Ecovio
· Joncryl SLX(印刷油墨層)
· Epotal P 100 ECO(粘合劑涂層)
· 金屬化層
· Versamid(預(yù)制底漆)
· Ecoflex和Ecovio
包裝及其材料的創(chuàng)新設(shè)計(jì)允許整個(gè)結(jié)構(gòu)堆肥。(文章來(lái)源于網(wǎng)絡(luò))