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二氧化碳或许成为工业原料

文章出处:责任编辑:作者:人气:-发表时间:2022-11-07 10:33:00【

 工业生产、驾驶和日常生活中会产生大量二氧化碳。据不完全统计,每年有数十亿吨二氧化碳被释放到大气中。毫无疑问,这种二氧化碳将对地球环境产生负面影响。作为全球温室效应的“罪魁祸首”,近年来二氧化碳的状况并不令人满意。

但二氧化碳真的只会带来问题吗?不要忘记碳酸饮料、泡沫灭火器和干冰这一“降温神器”,更不要忘记光合作用,这对植物生长至关重要。在阳光下,植物利用光合色素将二氧化碳和水转化为氧气和碳水化合物,前者是生物世界生存的基础,后者直接为植物生长提供能源和“建筑材料”。

碳是化学工业中的重要元素,大量化学产品的主要成分是碳。那么二氧化碳是否可以作为“碳源”,用于生产像植物一样的塑料“建筑材料”?1969年,一位日本科学家首次提出了将二氧化碳作为“将二氧化碳转化为用于塑料制造的二氧化碳聚合物的梦想材料”。“这不仅是因为二氧化碳的成本低、储量丰富,还因为它可以显著减少塑料行业对石油和其他化石原料的依赖,从而扩大基础工业的原料范围,为可持续发展开辟新的途径。

然而,燃烧链最后一个环节的二氧化碳具有非常稳定的化学性质,在一般条件下很难分解。此外,它本身的含量很低,因此二氧化碳的转化只能通过泵送高性能催化剂来实现。多年来,很难找到合适的催化剂。

此前,德国先进聚合物和高性能塑料制造商Kostron宣布,已成功鉴定出一种“超级催化剂”,可将二氧化碳转化为工业生产的碳源。世界上第一家使用二氧化碳生产泡沫塑料的工厂也在多马根正式投产。科思创首席执行官帕特里克·托马斯表示,二氧化碳在生产过程中占原材料的20%。这项新技术可以使二氧化碳与用于生产传统泡沫塑料的原材料聚合,并将二氧化碳引入“工业原材料循环”,同时提高产品性能。

在塑料工业中,聚氨酯泡沫由于其弹性而被广泛用作防震包装材料、吸声材料和吸水材料。聚氨酯的主要成分是多元醇和异氰酸酯。在“超级催化剂”的作用下,二氧化碳可以打开化学键形成二氧化碳碱,“嵌入”多元醇,聚合成聚碳酸酯多元醇,最终与异氰酸酯形成聚醚碳酸酯聚氨酯。聚氨酯泡沫塑料在力学性能、耐水解性、耐热性、抗氧化性和耐磨性方面优于传统聚氨酯。

过去,泡沫塑料的生产完全基于石油。利用这项新技术,二氧化碳可以取代1/4的石油消耗。此外,催化剂在生产过程中不会被还原,生产设施也会长期使用。二氧化碳可以从火电厂等上游公司廉价获得。从长远来看,使用二氧化碳作为工业原料不仅比传统技术更环保,而且具有不容低估的经济竞争力。科思创计划每年生产5000吨聚醚碳酸酯聚氨酯泡沫。接下来,他们试图将这项技术推广到整个塑料行业。按照这个发展方向,塑料行业未来将彻底摆脱对石油的依赖。