塑料有机合成材料吗，废塑料造粒产生二氧化碳
chanong
|塑料是重要的有机合成高分子材料，用途广泛。
然而，废塑料造成的“白色污染”却越来越严重。寻找其他材料来制造塑料，解决塑料难以分解的问题，一直是许多科研人员热衷的课题。
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近日，中国科学院长春应用化学研究所研究员王显红在接受《中国科学报》记者采访时表示，他们已经实现了二氧化碳基生物降解塑料的工业化生产。这意味着我们可以利用地球上常见的过量二氧化碳，而不是仅仅用石油来制造塑料并大量生产。
二氧化碳如何变成塑料之谜
这项研究始于1997年，至今已有20年历史。 “我们最终确认二氧化碳与环氧丙烷的共聚物是最有工业化前景的二氧化碳共聚物，因此我们将其命名为二氧化碳基塑料。”王先红说。
将二氧化碳合成塑料的原理并不困难。换句话说，二氧化碳基生物降解塑料（PPC）的合成本质是在二氧化碳的活性中心上交替进行环氧丙烷的开环反应和二氧化碳的插入反应。金属催化剂。那么为什么这项研究持续了20年呢？研究人员正在努力开发高活性催化剂，合成高分子量二氧化碳基塑料，并开发低成本改性，这才是实现这种材料最佳性能的途径”王献红说。
为了解决这个问题，研究人员首先必须解决PPC中聚醚含量过高导致材料生物降解性较差的问题。为了解决这个问题，需要保证产物具有足够高的交替结构，并且环氧单体的聚合活性明显高于二氧化碳。 “二氧化碳性质稳定，很难被激活。”王先红补充道。
那么如何才能使环氧单体的聚合活性与二氧化碳相媲美呢？研究人员使用高选择性的催化剂，并需要相对严格的聚合条件。
需要克服的第二个挑战是，虽然高分子量PPC具有高熔体强度，是生产超薄膜的理想材料，但随着分子量的增加，聚合体系的粘度增加；这导致分子量降低。因此，必须选择特殊的搅拌方式和聚合条件。
第三个困难是高性能可生物降解覆盖物需要特殊的抗老化改性，这与当今塑料中常用的聚烯烃添加剂不同，而且价格昂贵。
最终，通过长期的研发，王献红带领研究团队开发出了合适的高热稳定性金属催化剂体系。该金属催化剂体系不仅具有优异的选择性和催化效率，而且在工业规模上实现了重均分子量超过50万片的PPC耐热性，在实现薄膜化的同时，我们还进行了系统的研发添加剂和加工设备，保证PPC的物理和化学性能，同时降低改进特种材料的成本。
“我们从二氧化碳与环氧丙烷共聚的基本原理出发，研究了非均相、均相等多种催化剂体系下共聚从开始到结束的全过程，研究了能量、质量和动量的传递。我们详细研究了如何控制二氧化碳基塑料的结构和理化性能，并在小试和中试中优化反应条件。“我们将与设计机构紧密合作，通过合理的流程进行模拟和放大，完成万吨级工艺包的设计，并实现产业化。”王献红说。
瞄准农膜市场
王献红记得，研究过程中十有八九都是不顺心的。在无数的失败中，王献宏对自己的成功记忆尤为深刻。
“2004年4月，在内蒙古西部历时三年建成的吨级中试装置成功投产，向世界第一次展示了PPC可以产业化的一面。在原材料和产品的运输方面，我们公司在内蒙古西部建立了大规模的产业化装置，这个中试装置让我们在PPC产业化的漫漫道路上迈出了坚实的一步。”王先红回忆道。
又经过五年的反复试验，研究团队于2009年6月在南通华盛新材料公司实现了PPC薄膜的连续注射，并于2011年4月获得了PCO2R商标。美国生物降解塑料研究所（BPI）的演示是全球首款PPC薄膜产品，为后续超薄生物降解PPC地膜奠定了坚实的基础。
虽然取得了一定的成绩，但王献红仍然觉得这只是PPC产业化的一小步。我们对目前的PPC工作并不满意，需要提高PPC的分子量，但其成本较高。由于PPC是非晶态材料，因此很难提高其分子量。 “我们希望将PPC 的重均分子量提高到100 万以上。”
“科学研究不能追求太多的短期目标，必须为长远发展谋划。同时，科学研究也必须容忍某些阶段可能出现的失败和重复。我们非常感谢科学研究。” “中国科学院的研究体系容忍了我们的失败，”王献红说。
目前，PPC终于实现了量产，产能达到5万吨/年。从目前的实验来看，已知PPC即使制成5至6微米的超薄膜，也具有优异的空气和水蒸气阻隔性能，王先红说，“这是针对农用地膜领域的。” ” “我们正在这样做。”消耗量150万吨的油田。 “长达一年的需求旺盛的市场。”
王献宏表示，当PPC渗透到人们的日常生活中时，它很可能会出现在快递包装、胶带等一次性薄膜中，但需要的时间会长一点，需要10到20年的时间才能普及。会完成的。
“这主要是因为目前单线生产规模只有2万吨，与聚烯烃的100万吨相比要低很多，与聚烯烃相比，成本还是便宜了50%以上。因此，要想大规模普及生物降解塑料，需要在短期内坚决推动生物降解塑料的普及，同时政府要持续提供政策支持，降低成本，开拓合适的应用市场尽快仍然是我们的首要任务。”王献红补充道。
塑料是重要的有机合成高分子材料，用途广泛。
然而，废塑料造成的“白色污染”却越来越严重。寻找其他材料来制造塑料，解决塑料难以分解的问题，一直是许多科研人员热衷的课题。
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近日，中国科学院长春应用化学研究所研究员王显红在接受《中国科学报》记者采访时表示，他们已经实现了二氧化碳基生物降解塑料的工业化生产。这意味着我们可以利用地球上常见的过量二氧化碳，而不是仅仅用石油来制造塑料并大量生产。
二氧化碳如何变成塑料之谜
这项研究始于1997年，至今已有20年历史。 “我们最终确认二氧化碳与环氧丙烷的共聚物是最有工业化前景的二氧化碳共聚物，因此我们将其命名为二氧化碳基塑料。”王先红说。
将二氧化碳合成塑料的原理并不困难。换句话说，二氧化碳基生物降解塑料（PPC）的合成本质是在二氧化碳的活性中心上交替进行环氧丙烷的开环反应和二氧化碳的插入反应。金属催化剂。那么为什么这项研究持续了20年呢？研究人员正在努力开发高活性催化剂，合成高分子量二氧化碳基塑料，并开发低成本改性，这才是实现这种材料最佳性能的途径”王献红说。
为了解决这个问题，研究人员首先必须解决PPC中聚醚含量过高导致材料生物降解性较差的问题。为了解决这个问题，需要保证产物具有足够高的交替结构，并且环氧单体的聚合活性明显高于二氧化碳。 “二氧化碳性质稳定，很难被激活。”王先红补充道。
那么如何才能使环氧单体的聚合活性与二氧化碳相媲美呢？研究人员使用高选择性的催化剂，并需要相对严格的聚合条件。
需要克服的第二个挑战是，虽然高分子量PPC具有高熔体强度，是生产超薄膜的理想材料，但随着分子量的增加，聚合体系的粘度增加；这导致分子量降低。因此，必须选择特殊的搅拌方式和聚合条件。
第三个困难是高性能可生物降解覆盖物需要特殊的抗老化改性，这与当今塑料中常用的聚烯烃添加剂不同，而且价格昂贵。
最终，通过长期的研发，王献红带领研究团队开发出了合适的高热稳定性金属催化剂体系。该金属催化剂体系不仅具有优异的选择性和催化效率，而且在工业规模上实现了重均分子量超过50万片的PPC耐热性，在实现薄膜化的同时，我们还进行了系统的研发添加剂和加工设备，保证PPC的物理和化学性能，同时降低改进特种材料的成本。
“我们从二氧化碳与环氧丙烷共聚的基本原理出发，研究了非均相、均相等多种催化剂体系下共聚从开始到结束的全过程，研究了能量、质量和动量的传递。我们详细研究了如何控制二氧化碳基塑料的结构和理化性能，并在小试和中试中优化反应条件。“我们将与设计机构紧密合作，通过合理的流程进行模拟和放大，完成万吨级工艺包的设计，并实现产业化。”王献红说。
瞄准农膜市场
王献红记得，研究过程中十有八九都是不顺心的。在无数的失败中，王献宏对自己的成功记忆尤为深刻。
“2004年4月，在内蒙古西部历时三年建成的吨级中试装置成功投产，向世界第一次展示了PPC可以产业化的一面。在原材料和产品的运输方面，我们公司在内蒙古西部建立了大规模的产业化装置，这个中试装置让我们在PPC产业化的漫漫道路上迈出了坚实的一步。”王先红回忆道。
又经过五年的反复试验，研究团队于2009年6月在南通华盛新材料公司实现了PPC薄膜的连续注射，并于2011年4月获得了PCO2R商标。美国生物降解塑料研究所（BPI）的演示是全球首款PPC薄膜产品，为后续超薄生物降解PPC地膜奠定了坚实的基础。
虽然取得了一定的成绩，但王献红仍然觉得这只是PPC产业化的一小步。我们对目前的PPC工作并不满意，需要提高PPC的分子量，但其成本较高。由于PPC是非晶态材料，因此很难提高其分子量。 “我们希望将PPC 的重均分子量提高到100 万以上。”
“科学研究不能追求太多的短期目标，必须为长远发展谋划。同时，科学研究也必须容忍某些阶段可能出现的失败和重复。我们非常感谢科学研究。” “中国科学院的研究体系容忍了我们的失败，”王献红说。
目前，PPC终于实现了量产，产能达到5万吨/年。从目前的实验来看，已知PPC即使制成5至6微米的超薄膜，也具有优异的空气和水蒸气阻隔性能，王先红说，“这是针对农用地膜领域的。” ” “我们正在这样做。”消耗量150万吨的油田。 “长达一年的需求旺盛的市场。”
王献宏表示，当PPC渗透到人们的日常生活中时，它很可能会出现在快递包装、胶带等一次性薄膜中，但需要的时间会长一点，需要10到20年的时间才能普及。会完成的。
“这主要是因为目前单线生产规模只有2万吨，与聚烯烃的100万吨相比要低很多，与聚烯烃相比，成本还是便宜了50%以上。因此，要想大规模普及生物降解塑料，需要在短期内坚决推动生物降解塑料的普及，同时政府要持续提供政策支持，降低成本，开拓合适的应用市场尽快仍然是我们的首要任务。”王献红补充道。