降解+减碳双子星:PCHC与PPC有什么区别?
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生物降解材料研究院报道,2月8日消息,陕西煤业化工技术研究院有限责任公司发布新项目环评报告,该项目总投资4875万元,将在陕西蒲城县渭北煤化工业园建设一套100吨/年二氧化碳基可降解材料——聚碳酸环己撑酯(PCHC)制备中试项目,中试时间跨度为一年。目的是验证研发的高活性催化剂的性能,为进一步工业化建设积累技术数据。
那么,PCHC到底是什么材料,它与另一种CO2基可降解材料——聚甲基乙撑碳酸酯(PPC),它们之间有什么区别呢?
1、PCHC和PPC的原料区别:
聚碳酸环己撑酯(PCHC)和聚甲基乙撑碳酸酯(PPC),都是CO2和环氧化合物共聚制备的脂肪族聚碳酸酯。PCHC的原料是CO2和环氧环己烷(CHO),PPC的原料是CO2和环氧丙烷(PO)。CO2是一种来源丰富、价格低廉的可再生C1资源,所以两者最大区别是环氧化合物的来源问题。
而我国的环氧丙烷产量400-500万吨,来源易得。但环氧环己烷产能太小,可能成为PCHC未来工业化量产的掣肘。资料显示,国内规模化生产CHO厂家有岳阳昌德化工有限公司(5000吨/年)、岳阳石化总厂隆兴实业公司(不足100吨/年)、山东高密银鹰股份有限公司(2006年200吨/年,此后一直停车)。目前欧美地区的CHO生产装置较少,日本仅有一套约50吨/年的装置,无法满足本国需求。
2、PCHC和PPC的固碳优势:
CO2的大量排放是造成全球气候变暖的主要原因,以CO2为原料合成的脂肪族聚碳酸酯,具有优越的气体阻隔性能和良好的生物降解性,CO2基聚碳酸酯的制备,已经成为CO2化学利用领域的重要发展方向。
PCHC固碳率达到31%,PPC固碳率达到30%-42%。这两种材料,都兼备了减碳和降解的优势。在制备高附加值可降解材料的同时,可以实现温室气体CO2的减排和资源化利用,可助力碳达峰、碳中和目标的实现,同时还能缓解塑料工业对化石资源的依赖程度,实现塑料工业原料来源的多样化,是一条低污染、环境友好的途径。
3、PPC优缺点:
PPC具有高阻隔性、透明性、可降解性能以及超低温柔性等特点,可用于生产高附加值的超低温食品保鲜膜、环保包装袋等薄膜类制品、一次性医药和食品包装材料等。
但是,PPC的玻璃化转变温度比较低(约30-40℃),耐温性较差,在一定程度上限制了PPC的规模化应用。
4、PCHC优缺点:
由于PCHC主链上插入了刚性的六元环基团—环己基,限制了分子链段的自由运动,增加了分子链的刚性,使得PCHC具有较高的玻璃化温度(约120℃)。PCHC属于耐高温的生物降解脂肪族聚碳酸酯,有助于改善PPC材料耐温性差的问题,因此PCHC有望成为继PPC之后最重要的CO2基聚合物。
同市场上主流的可降解塑料相比,PCHC具有较好的耐热性和耐候性,拉伸断裂强度较高,综合性能优良, 并且具有生产成本低等诸多优势,具有广阔的市场应用前景。
但是,PCHC产品也有缺点,第一,PCHC产品的降解速度很慢,难以达到国家标准的要求。因为PCHC生产工艺尚处于实验室研究阶段,暂无国家、行业或企业的PCHC产品质量标准,而陕煤公开的环评报告中也已删除相应的技术指标和限值,因此我们暂时无法获得相关数据。第二,PCHC产品的原材料环氧环己烷,目前世界上每年只有5000吨,所以产业化有一定难度。
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