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有理有據,二氧化碳也能造塑料!

2019-10-11 16:48:33來源:塑料機械網整理發布 閱讀量:35150

  【塑料機械網 科技創新】 溫室效應和塑料污染是目前困擾人類的兩大難題。對石化能源的使用令溫室效應越來越嚴重,而提到塑料就不禁想到無處不在的微塑料,還有體量龐大的塑料垃圾,垃圾燃燒處理排放的溫室氣體也在加劇著變暖進程……兩者間的聯系千絲萬縷,著實令人傷腦筋。隨著使用各種原料生產的新型塑料的不斷面世,有科學家提出,是否能將二氧化碳也作為生產塑料的原料呢?其實還真的可以!
 
  轉化方法百出,科學家各顯神通
 
  二氧化碳無處不在,從空氣中直接捕獲它來制作塑料聽起來似乎有點虛無縹緲,但是并非漫談。
 
  加拿大碳工程公司在不列顛哥倫比亞省斯奎米什建立了一個試驗工廠,通過讓空氣經過堿性溶液來獲得二氧化碳,二氧化碳溶解在液體中,形成碳酸鹽物質。再加入一些催化的化學物,將碳酸鹽轉化為固體鹽,經高溫加熱重新放出二氧化碳氣體來進行生產。而后來自多倫多大學的一個研究小組開發了一種新的電化學方法,利用雙極膜電解,通過銀基催化劑,直接從溶解的碳酸鹽直接轉化為二氧化碳,使空氣捕碳更具經濟性。
 
  此前,來自美國科羅拉多大學博爾德分校的研究人員們開發出能夠利用空氣中的二氧化碳和氮氣生產各種塑料和燃料的納米雜交生物。運用光活化量子點激活微生物細胞內的特殊酶,消耗大氣中的二氧化碳和氮氣并將其轉化為產品。研究表明,量子點和光的不同組合可以產生不同的產品。綠色波長可以使細菌消耗氮氣并產生氨,紅色波長使微生物消耗二氧化碳生產塑料。
 
  受到植物光合作用的啟發,科學家利用人工光合成的手段,使用鎳、磷作為催化劑,將二氧化碳轉化為包含1個、2個、3個或4個碳原子的組分。催化劑包含五種不同配方,據悉轉化效率可以達到99%以上,能效高,且節省電力,能夠比以往更有效地將二氧化碳轉化為塑料、纖維和其他有用產品。
 
  那么,二氧化碳制成的塑料優勢在哪里
 
  目前已批量生產的二氧化碳基塑料原料主要有二氧化碳/環氧丙烷共聚物、二氧化碳/環氧丙烷/環氧乙烷三元共聚物、二氧化碳/環氧丙烷/環氧環己烷三元共聚物等品種。二氧化碳基塑料是環境友好型塑料。它的原料——二氧化碳基聚合物由烴和二氧化碳聚合而成,其中二氧化碳含量占到31%~50%。制備原料所采集的二氧化碳可以是來自空氣中,也可以來自于工業生產中的廢氣。與常規聚合物相比,它對石油的消耗大大減少,并且可以在自然環境中完全降解,無論從環境保護,或是從資源再生利用角度看,都具有重要的意義。
 
  簡述:我國二氧化碳塑料研究進展
 
  作為節能環保型塑料原料,二氧化碳基聚合物具有良好的發展前景,而目前我國在二氧化碳基聚合物研發領域的絕對優勢,也為其產業化發展提供了良機。
 
  自上世紀90年代起,中科院廣州化學所、浙江大學、蘭州大學、中科院長春應化所相繼開展了二氧化碳固定為可降解塑料的研究,并取得可喜進展。在國際和國內摘得多項專利授權,建立了比較完備的自主知識產權體系。尤其由中科院長春應化所承擔的二氧化碳共聚物及其產品產業化項目取得了3項世界第一:在國際上首次解決了二氧化碳共聚物的冷流難題;率先開發出具有生物可降解性能的高阻隔薄膜材料;獲得全球首個二氧化碳共聚物醫用可降解材料生產許可證。
 
  隨后更多國內公司持續跟進,先后出現“脂肪族聚碳酸亞乙酯及基于該樹脂的降解型聚氨酯泡沫塑料產業化項目通過鑒定”、“世界上第一條萬噸級具有自主知識產權的二氧化碳制備全生物降解塑料生產線投產”、“二氧化碳基塑料高阻隔膜制環保塑料袋”等喜訊傳來,并且2010年1月中旬,落戶吉林省松原市的5萬噸/年二氧化碳基降解塑料項目采用的二氧化碳基降解塑料技術,突破了二氧化碳可降解塑料研究中的系列技術關鍵,并創下該研究領域7項世界第一,率先實現了二氧化碳基降解塑料的產業化,標志著我國二氧化碳降解塑料大規模工業化生產進入成熟階段。
 
  結語:利用二氧化碳合成塑料,既有利于節約資源、減緩溫室效應,又能減少塑料污染,保護環境。塑料污染和溫室效應都是人類和自然的敵人,二氧化碳塑料會否成為對抗中的好武器,就讓時間和事實來證明。
 
  資料參考:國家能源報道、中科院生物科技戰略情報、我是科學家iScientist、豆丁網

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