二氧化碳基聚碳酸酯
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。
聚碳酸酯生产工艺流程
聚碳酸酯生产工艺流程
聚碳酸酯是一种合成聚合物，由碳酸二酯单体经过聚合反应合成而成。
以下是聚碳酸酯的生产工艺流程：
1. 原料配制：首先需要准备碳酸二酯单体和反应助剂，如催化剂和稳定剂。
碳酸二酯单体可以通过酯交换反应或氯化碳和二氧化碳的催化反应得到。
2. 聚合反应：将碳酸二酯单体和反应助剂加入反应釜中，控制温度和压力，在一定的时间内进行聚合反应。
聚合反应的条件可以根据不同的聚碳酸酯种类和要求进行调整。
3. 雄蜂阶段：聚合反应进行一段时间后，会出现高分子链之间的交联，形成高分子量的聚合物。
这个阶段称为雄蜂阶段。
在这个过程中，需要控制反应温度和压力，以获得所需的聚合物品质。
4. 催化剂中和：雄蜂阶段结束后，需要添加中和剂来中和残留的催化剂。
中和剂的选择可以根据具体的需要来确定。
5. 精炼和干燥：对反应得到的聚碳酸酯进行精炼和干燥处理，以去除杂质和水分。
这可以通过真空提取或热风干燥等方式进行。
6. 制备成型料：聚碳酸酯可以通过将其溶解在溶剂中，然后挤出、注射或压制成型，制备成各种形状和尺寸的成型料。
7. 成型加工：将聚碳酸酯成型料进行各种加工，如挤出成型、注塑成型、吹塑成型等，以制备所需要的最终产品。
8. 检验和包装：对成型后的产品进行检验和包装，确保产品符合质量标准和要求。
以上是聚碳酸酯的生产工艺流程的基本步骤。
根据不同的聚碳酸酯种类和要求，还可能需要进行其他的加工和处理步骤。
二氧化碳基降解塑料行业分析报告
二氧化碳基降解塑料行业分析报告二氧化碳基降解塑料是指采用二氧化碳（CO2）作为主要原料制造的一种塑料，具有可降解的特性。
近年来，随着对环境保护和可持续发展的重视，二氧化碳基降解塑料作为一种环保材料受到了广泛关注。
本文将对二氧化碳基降解塑料行业进行分析。
首先，从市场需求方面来看，随着人们对环境保护意识的增强，对可降解塑料的需求也日益增加。
而二氧化碳基降解塑料不但具有较好的降解性能，还能通过回收和再利用CO2减少温室气体的排放，因此在市场上具有较大的发展潜力。
据统计，全球各类塑料包装制品的销售额每年约为1.5万亿美元，如果能在其中占据一定市场份额，将带来巨大的商业机会。
其次，从技术发展方面来看，二氧化碳基降解塑料的制造过程需要解决两个关键问题：一是二氧化碳的捕集和利用，二是二氧化碳与其他原料的反应，制造出具有降解性能的塑料。
目前，已经有一些技术能够实现二氧化碳的捕集和利用，例如利用CO2与水反应生成碳酸氢钠，并通过电解还原为二氧化碳。
而在二氧化碳与其他原料的反应方面，也已经有一些方法得到了实现，例如利用催化剂将二氧化碳与环氧乙烷反应生成聚碳酸酯塑料。
然而，目前这些技术还存在成本较高、工艺复杂等问题，需要进一步研究和改进。
此外，从政策支持方面来看，各国政府对环境保护的要求越来越高，对可降解塑料的支持也日益加大。
例如，欧盟在2019年颁布了一项规定，从2021年开始禁止一次性塑料制品的销售，这给了二氧化碳基降解塑料行业一个很好的发展机会。
同时，一些发达国家和地区还出台了相关的政策和标准，对可降解塑料的生产和使用进行指导和规范，为行业的发展提供了保障。
然而，二氧化碳基降解塑料行业在发展过程中也面临一些挑战。
首先是成本问题，目前二氧化碳基降解塑料的制造成本相对较高，这限制了它在市场上的竞争力。
其次是技术问题，虽然已经有一些技术能够制造二氧化碳基降解塑料，但工艺复杂、排放问题等仍然是亟待解决的难题。
此外，还需要加强对二氧化碳基降解塑料的研发和推广，提高消费者的认知度和接受度。
聚碳酸酯的合成及性能表征
非光气熔融酯交换缩聚法
05
LG化学公司的非光气技术
04
尿素一甲醇法
03
气相氧化羰化法
02
液相氧化羰化法
01
二氧化碳—甲醇法
该方法由日本旭化成公司开发成功。它是以二氧化碳(CO：)和环氧乙烷(EO)反应得到碳酸乙烯酯(EC)，催化剂为四元氨盐(四乙基氨溴化物等)，再与甲醇酯交换制备出C，DMC再与苯酚反应生成DPC。DPC最后再与BPA聚合反应得到PC产品。该方法因环氧乙烷可高选择性、高转化率地转化为乙二醇．可用于生产聚酯或单独作为产品外卖：另外一个优点是甲醇基本上可转化为DMC。整个工艺过程仅消耗EO、C02和BPA，中间产品EC、DMC、甲醇、DPC和苯酚的收率和选择性均可以达到99％以上。
聚碳酸酯的合成及性能表征
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简介
聚碳酸酯是分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物，根据酯基的结构可分为脂肪族、芳香族、脂肪族-芳香族等多种类型。其中由于脂肪族和脂肪族-芳香族聚碳酸酯的机械性能较低，从而限制了其在工程塑料方面的应用。目前仅有芳香族聚碳酸酯获的了工业化生产。由于聚碳酸酯结构上的特殊性，现已成为五大工程塑料中增长速度最快的通用工程塑料。
材料光学性能的表征
测量材料的光吸收谱
使用 UV-3600 紫外光谱仪，以干净的载波片作为参比，测定了其制得的聚碳酸酯薄膜的光吸收谱。
折射率与膜厚的测量
测量波导的折射率和厚度使用的是 SPA-4000 棱镜耦合仪。在TE 模式下测量了波长在632.8 nm 和1 550 nm（即通信波段）下的折射率和膜厚。
02
光气(界面缩聚)法
双酚A与NaOH溶液反应,制成双酚A 钠盐。将双酚A钠盐送入光气反应釜,通入有机溶剂二氯甲烷,在光气反应釜中形成有机相和无机相二相,光气溶于二氯甲烷中,双酚A和光气在有机相和无机相的界面进行反应生成聚碳酸酯齐聚物,然后在缩聚釜中将低分子聚碳酸酯缩聚成高分子聚碳酸酯。产物聚碳酸酯进入有机相被溶解,副产物氯化钠溶于无机相。有机相经洗涤、脱盐、脱溶剂、沉淀燥等工序后聚碳酸酯成粉状,再经挤出造粒而形成聚碳酸酯树酯。
非光气法聚碳酸酯生产工艺
非光气法聚碳酸酯生产工艺路辛 编译摘 要:2002年6月,旭化成公司成功开发出以二氧化碳(CO2)为原料的非光气法聚碳酸酯(PC)生产工艺,并在合资企业旭美化成投入商业化运营。
这种新工艺可以降低CO2排放量,而且过程中不产生毒性极大的光气,在保护环境的同时,还可以制造出高纯度、高性能的PC。
本文根据旭化成公司福冈伸典博士的论文,简要介绍了该公司开发的PC工艺。
关键词:聚碳酸酯;光气;二氧化碳;工艺 PC树脂是具有耐热性、抗冲击性、尺寸稳定性、透明性等优良性质的工程树脂,用途广泛,常用于汽车、电器、光学显示仪器、移动电话等领域。
1959年拜耳首次实现PC的工业化生产以来,世界只有6大公司拥有PC工业化生产技术,包括通用塑料(GE)、拜耳、陶氏化学、帝人、三菱工程塑料和出光石化。
目前全球总产能约为270万t/ a,而且PC产量在工程塑料中最大。
PC树脂中的碳酸酯结构由一氧化碳(CO)生成,全球总产能中的约248万t/a采用以CO和氯为原料的光气法生产。
2002年6月,世界第一套以CO2为原料的非光气法PC生产装置,在旭化成和奇美石化的合资企业旭美化成实现商业化运营。
新工艺集旭化成多年PC研究的成果,不但克服了光气法不利于环境保护的缺点,而且可以生产高纯度、高性能的PC 树脂。
另外,新工艺将原来需要向大气排放的CO2气体作为原料,每万吨PC约消耗1730吨CO2,因此减少了向大气排放CO2的数量。
由于在环境保护方面作出的贡献,新工艺获得2003年日本第2届绿色和可持续发展化学奖和第1届日本经济产业省大臣奖。
由于在技术进步和发展化学工业方面所做的贡献,新工艺获得第35届日本化学工业协会综合技术奖。
1 光气法简介光气法也称为表面聚合法,是以二氯甲烷和水的悬浊液作为聚合溶剂,双酚A(BPA)和钠盐与光气进行反应,生产PC的方法。
光气法存在6大缺点:・大量使用剧毒光气・大量使用低沸点(40℃)易挥发的二氯甲烷・需要处理含大量二氯甲烷等有机化合物的工艺废液・回收二氯甲烷的成本较高・光气、二氯甲烷和氯化钠(NaCl)等含氯化合物严重腐蚀装置・氯等杂质会残留在PC树脂中光气法的上述缺点会对环境造成污染,增加装置成本,影响产品性能。
2023-2024学年山东省烟台市高二下学期4月期中考试化学试题
2023-2024学年山东省烟台市高二下学期4月期中考试化学试题1.化学与生活、科学、技术等密切相关。
下列说法正确的是A．有机玻璃、合成橡胶、酚醛树脂都是由加聚反应制得的B．洗涤棉布衣物不容易“甩干”是因为衣物与水分子间形成了氢键C．双氧水、酒精、过氧乙酸等消毒液均可以将病毒氧化而达到消毒的目的D．用于生产医药领域新材料的甲壳质是一种天然存在的多糖，属于小分子有机物2.下列化学用语或图示表达正确的是A．2-甲基-2-戊烯键线式：B．四氯化碳分子空间填充模型：C．乙醇的核磁共振氢谱图：D．羰基的电子式：3.下列有机物的鉴别方法(必要时可加热)，不能达到目的的是A．用酸性KMnO 4溶液鉴别苯、甲苯、四氯化碳、乙醇B．用新制的悬浊液鉴别乙醇、乙醛、乙酸、甲酸C．用溴水鉴别苯、甲苯、苯酚、己烯D．用盐酸鉴别硝基苯、苯酚钠、NaHCO 3溶液、乙醇溶液4.下列实验操作或装置能达到相应实验目的的是C．用植物油萃取碘水中的D．提纯乙酸乙酯A．A B．B5.下列有关物质的种类(不考虑立体异构)判断错误的是A．分子式为且属于酯的有机化合物有4种B．丙炔分子三聚可能生成2种芳香族化合物C．与发生加成反应可生成D．与互为同分异构体的芳香化合物有4种6.紫花前胡醇(如图)可从中药材当归和白芷中提取得到，能提高人体免疫力。
下列关于该化合物叙述正确的是A．含有3种官能团B．该物质最多与反应C．与NaOH醇溶液混合加热能发生消去反应D．1mol该物质酸性条件完全水解后得到的产物能与2molNaOH反应7.布洛芬具有抗炎、镇痛、解热作用，但口服该药对胃、肠道有刺激性，可以对该分子进行如图所示修饰。
下列说法正确的是A．两者可以用酸性溶液鉴别B．X苯环上的二氯代物有4种C．该修饰过程发生加成反应，酸性减弱D．布洛芬与反应，产物可检测到8.一定条件下，以葡萄糖为原料制备葡萄糖酸锌的反应过程如下。
下列说法错误的是A．葡萄糖能发生氧化、还原、取代、加成和消去反应B．葡萄糖酸能通过分子内反应生成含有五元环状结构的产物C．葡萄糖、葡萄糖酸、葡萄糖酸锌中碳原子杂化方式种类相同D．每生成1mol葡萄糖酸锌，理论上转移了个电子9.物质Z是一种重要的药物中间体，其合成路线如下。
聚碳酸酯PC (2)讲解
按分子量/流动性分类
按性能分类
• • • • • • 性能 常见生产公司及商品名 阻燃 SABIC 940拜耳 6555 抗紫外线 SABIC 163R拜耳 2807 耐高温 SABIC 4301陶氏 4702-15 耐寒 SABIC EXL1414拜耳 1837 有特殊效果（有夜光、金属、钻石等光泽） SABIቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ FXL 4602 SABIC FXM 4602 SABIC FXG 941A • 抗静电 SABIC 925V • 导电 SABIC 5875
1 光气法
1.1 溶液光气法 以光气和双酚A为原料，在碱性水溶液和二氯甲烷( 或二氯乙烷)溶剂中进行界面缩聚，得到的聚碳酸酯 胶液经洗涤、沉淀、干燥、挤出造粒等工序制得聚 碳酸酯产品。此工艺经济性较差，且存在环保问题 ，缺乏竞争力，已完全淘汰。
1.2 界面缩聚法
二步界面缩聚法 界面缩聚法合成聚碳酸酯化学原理：参与界面缩聚反应的两种单体是 双酚A钠盐和光气，其化学反应式如上所示。按传统的方法，在实施 上述反应时，一般分为两步，即光气化阶段和缩聚阶段，这便是通常 所说的“二步界面缩聚法”。 一步界面缩聚法 近年来，“二步界面缩聚法”正在向“一步界面缩聚法”发展。 在一步界面缩聚法反应过程中，在反应一开始就加入催化剂，由于催 化剂显著地加速氯甲酸酯基团与酚盐酯化的反应速度，故当双酚A钠 盐光气化的同时，就伴随着缩聚反应的进行，而且几乎在光气化反应 结束的同时，缩聚反应也随之结束。 “一步法”光气界面聚合生产聚碳酸酯，反应速度快，双酚A、光气等 原料消耗大大降低。工艺成熟、生产稳定、易于操控，是目前世界上 比较成熟的合成聚碳酸酯方法之一。
1.3 酯交换法
酯交换法生产聚碳酸酯的聚合工艺，又称本体聚合法，最早由Bayer 公司开发并工业化的，也是一种间接光气法工艺。 酯交换法的生产工艺如下：以苯酚为原料，经界面光气化反应制备碳 酸二苯酯；碳酸二苯酯在催化剂(如卤化锂、氢氧化锂、卤化铝锂及 氢氧化硼等)存在下与双酚A进行酯交换反应得到低聚物，进一步缩聚 得到聚碳酸酯，反应过程分为酯交换阶段和缩聚阶段。酯交换阶段主 要生成聚合度为3-6的齐聚物。在缩聚阶段，随着反应体系温度的升 高和压力的降低，酯交换形成的齐聚物发生反应生成更高聚合度的聚 碳酸酯 由于在酯交换阶段和缩聚阶段的反应过程均为可逆平衡反应，为获得 高相对分子质量的聚碳酸酯，必须不间断并尽可能多地从反应物系中 移出反应生成的低相对分子产物或碳酸二苯酯。因而在熔融酯交换缩 聚工艺中，除原料简单、无须使用溶剂，避免了繁杂的后处理工序外 ，对原材料双酚A的纯度要求很高、反应体系高温、高真空及反应后 期体系的高粘度，成为其显著特点。
二氧化碳基聚合物解读
国内技术研究现状
自 20 世纪 90 年代起，中科院广州化学所、浙江大学、兰州 大学、中科院长春应化所相继开展了二氧化碳固定为可降解塑 料的研究，并取得可喜进展。 ① 中科院长春应用化学研究所成功开发高效脂肪族聚碳酸酯制备 技术，突破了CO2共聚物研究中的系列技术关键，创造了该研 究领域的7项世界第一； ② 中科院广州化学所以CO2为原料制备完全可降解塑料材料，形 成全新的塑料产业链新技术； ③ 中山大学由孟跃中教授领导的科研团队利用CO2工业废气制造 全降解塑料实现了大规模量产。使每克催化剂能够催化120 ～ 140gCO2，高出世界最高水平2倍，每吨新塑料中CO2含量达 到 42%左右，从而为CO2聚合的大规模量产提供了条件。
二氧化碳基聚合物 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，对烃类及原料石油 的消耗大大减少。
Introduction
由二氧化碳制备完全降解塑料的研究始于1969 年。日本油封 公司井上祥平等人发现，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。美国在此基础上通过改进 催化剂，于1994年生产出二氧化碳可降解共聚物。
产物催化降解及解聚
• （2）解聚过程
国外研发现状
• 美国、韩国、日本、俄罗斯和我国台湾的科学家在二氧化碳 基聚合物领域进行了大量的研发工作。 • 国外开展该项工作的研究单位主要有：日本东京大学、波兰 理工大学、美国Pittsburgh大学和TexasA&M大学、日本京都 大学、埃克森研究公司等。美国空气产品与化学品公司和陶 氏化学公司已合成出相应的产品。到目前为止，只有美国、 日本和韩国等生产二氧化碳降解塑料，美国年产量约为2万吨， 日本、韩国也已形成年产上万吨规模。
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二氧化碳基聚碳酸酯
一、什么是二氧化碳基聚碳酸酯
1.1 二氧化碳基聚合物的概念
二氧化碳基聚合物是一种特殊的聚合物，它将二氧化碳作为聚合物的主要基元，形成聚合物链。
与传统的以烯烃或酯类为基元的聚合物相比，二氧化碳基聚合物具有较高的环境友好性和可持续性。
1.2 聚碳酸酯的特点
聚碳酸酯是一类重要的聚合物，它以碳酸酯结构为主链，具有优异的物理性能和生物相容性。
然而，传统的聚碳酸酯合成通常需要使用有毒的催化剂和溶剂，对环境造成一定的影响。
为了解决这个问题，人们开始将二氧化碳引入到聚碳酸酯的合成过程中，形成二氧化碳基聚碳酸酯。
二、二氧化碳基聚碳酸酯的合成方法
2.1 预聚合法
预聚合法是一种常用的合成二氧化碳基聚碳酸酯的方法。
该方法通常是将二氧化碳与含有碳酸酯官能团的化合物进行反应，生成含有碳酸酯结构的聚合物前驱体。
随后，通过热或化学方法将聚合物前驱体进一步聚合生成聚合物。
2.2 环氧化合物与二氧化碳的共聚合法
环氧化合物与二氧化碳的共聚合法是一种有效的制备二氧化碳基聚碳酸酯的方法。
该方法通常是将环氧化合物与二氧化碳在催化剂的作用下进行共聚合，生成具有碳酸酯结构的聚合物。
2.3 新型催化剂的应用
为了提高二氧化碳基聚碳酸酯的合成效率和选择性，研究人员开始开发新型催化剂。
这些催化剂能够提高反应速率和产物收率，并且对环境友好。
常见的新型催化剂包括有机催化剂、金属催化剂等。
2.4 聚碳酸酯降解产物的利用
二氧化碳基聚碳酸酯在使用过程中会产生聚碳酸酯降解产物。
这些产物可以通过适当的处理方法得到二氧化碳和碳酸酯官能团，再次用于聚合物的合成。
这种循环利用方式有助于降低聚碳酸酯的制备成本和环境影响。
三、二氧化碳基聚碳酸酯的应用领域
3.1 生物医学应用
由于二氧化碳基聚碳酸酯具有良好的生物相容性和可降解性，它被广泛应用于生物医学领域，如药物输送系统、组织工程和医疗器械等方面。
这些应用使得二氧化碳基聚碳酸酯在医疗领域具有巨大的潜力。
3.2 环保材料
二氧化碳基聚碳酸酯是一种环境友好型材料，可以替代传统的石油基塑料。
具有可降解性的二氧化碳基聚碳酸酯可以减少塑料垃圾对环境的影响，并且在生命周期结束后可通过合适的处理方法进行回收利用。
3.3 能源领域的应用
二氧化碳基聚碳酸酯在能源领域的应用也备受关注。
聚碳酸酯具有较高的电化学稳定性和离子导电性能，因此被广泛应用于锂离子电池、超级电容器等能源存储领域。
3.4 塑料工业
二氧化碳基聚碳酸酯还可以用于塑料工业。
它可以与其他塑料进行共混，以提高塑料的力学性能和热学性能。
同时，二氧化碳基聚碳酸酯还可以减少塑料生产过程中的碳排放量，具有重要的环境意义。
四、结论
二氧化碳基聚碳酸酯作为一种新型聚合物材料，具有广阔的应用前景。
通过研究不同的合成方法和催化剂体系，可以进一步优化其合成的效率和选择性。
未来的研究还可以关注二氧化碳基聚碳酸酯在其他领域的应用，如电子器件、光电材料等，以推动其实际应用的发展。