技术:塑料是有机合成高分子材料 二氧化碳也能变塑料?
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只是处理其他其他其他其他其他其他塑料分解问题,成为许多研究课题之一。
最近了,没了,没了,没了,这这个这个这个这个这个这个这个石油,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,
还没到,还没到“““““确认了是“二氧化碳”和“工业()的二氧化碳”。 ”,所以将其命名为二氧化碳。 王献红说。
二氧化碳转化塑料的制造原理不难,即二氧化碳系生物降解塑料( ppc )的合价质是在金属催化剂活性中心交替进行环氧丙烷的开环和二氧化碳的插入反应。 那么,是什么让这项研究持续了20年呢? 王献红说,科研人员烦恼于如何开发高活性催化剂,合成高分子量二氧化碳类塑料,以低价重整,从而使该物质达到最佳性质。
为了解决这个问题,研究者必须首先处理ppc中的聚醚含量过高会导致材料失去生物降解性的问题。 为了解决这个问题,需要保证产物具有足够高的交替结构,正好环氧单体的聚合活性明显高于二氧化碳。 “因为二氧化碳的性质稳定,所以不怎么活化”王献红补充道。
那么,如何使环氧单体的聚合活性与二氧化碳活性相同呢? 研究者使用高选择性催化剂,需要比较严格的聚合条件。
第二要克服的困难是高分子量ppc的熔体强度好,是制造超薄膜的理想材料,但随着分子量的提高,聚合体系的粘度增加,分子量降低。 所以有必要选择特殊的搅拌形式和聚合条件。
第三个困难是高性能的生物降解性地膜材料需要特殊的抗老化改性,与现在塑料常见的聚烯烃类助剂不同,而且价格昂贵。
最终,通过长时间的研发,王献红带领研究小组开发了合适的高热稳定金属催化剂系统,不仅具有比较好的选择性和催化剂效率,而且在工业化规模中制造了重均分子量超过50万的ppc,进一步提高了PC的耐热性 另外,对助剂和成形加工设备进行了系统开发,在确保ppc的物化性能的基础上,大幅度降低了改性专用材料的价格。
“我们从二氧化碳和环氧丙烷共聚反应的基本原理出发,探索了不均匀、均匀等多种催化剂体系中的共聚反应从头到尾的全过程,对二氧化碳共聚反应过程中的能量、质量及运动量的传播进行了详细的研究, 然后研究了二氧化碳类塑料的结构和物化性能的控制方法,然后在小实验、中实验过程中优化了反应条件,在中实验基础上与设计院密切合作,通过合理的工艺模拟和扩大,完成了万吨的工艺。 王献红表示。
瞄准农业胶卷市场
在王献红的记忆中,研究过程中遇到的不如意十分之八九。 在数不清的失败中,王献红对成功的记忆也特别深。
“2004年4月,我们成功地试运行了3年在蒙古建立的吨级试制装置,世界上第一台ppc可以工业化。 后期由于原料和产品运输等原因,没有在蒙西建设大型工业化装置,这个试制装置使我们坚定地迈出了漫长的ppc工业化道路。 ”王献红回忆道。
之后,研究小组耐心等待了5年的尝试,直到2009年6月在南通华盛新材料企业实现了ppc的连续吹膜,以pco2r商标于年4月得到了美国生物降解塑料研究所( bpi )的论证,成为世界上第一个ppc的薄膜产品,后续的极点
虽然取得了一定的成绩,但王献红认为依然只是迈出了ppc工业化的小步。 他对现阶段的ppc事业不满:一方面价格很高。 另一方面,ppc的分子量依然需要提高,ppc是不结晶的材料,因此提高分子量对改善其性能特别重要,“希望ppc的重均分子量提高到100万以上”。
“科学研究不应该过分追求短期目标,需要长期的快速发展计划,科学研究也有可能在一定阶段出现失败和重复。 感谢中国科学院的科研体制,容忍失败。 ”。 王献红说。
现在ppc终于实现了批量生产,其生产能力达到了5万吨/年。 在现在的实验中,ppc即使制作5~6微米的超薄膜,也具有优良的空气和水分阻隔性。 因为这个王献红的目标是农用胶卷行业。 “这是消费量150万吨/年的刚需市场”。
王献红说,ppc进入人们的日常生活后,最有可能出现在快递包装和磁带等不可一次性再利用的胶卷上,需要一点时间,普及需要10~20年。
“这是现在单线的生产规模为2万吨的水平,远远低于聚烯烃的百万吨,因此在价格上与聚烯烃比有50%以上的差距,缺乏竞争力。 为了大规模普及,需要在短期内搞好生物降解性塑料的推广事业,国家在政策上持续支持。 尽快扩大生产规模,降低价值成本,开拓合适的应用市场是当务之急。 ”。 王献红补充了。
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