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1、二氧化碳合成可降解塑料的国内外进展二氧化碳合成可降解塑料的国内外进展中科院长春应化所2009年2月宣布，该所承担的二氧化碳共聚物及其产品产业 化项目通过鉴定。经过4年的开拓，该项目取得了3项世界第一：在国际上首次解决 了二氧化碳共聚物的冷流难题；率先开发出具有生物可降解性能的高阻隔薄膜材料； 获得全球首个二氧化碳共聚物医用可降解材料生产许可证。二氧化碳共聚物自问世以来，因其能高效利用二氧化碳并解决塑料的“白色污 染”问题而备受关注。但其合成过程中始终存在的催化剂效率低、聚合物加工性差、 成本高等难题成为二氧化碳共聚物及其产业化的瓶颈，也是各国竞争的焦点。长春 应化所于2004年初就已成功开发出
2、可工业化应用的稀土三元催化剂，并在蒙西建成 世界首条千吨级二氧化碳共聚物生产线，确立了我国在该领域的国际领导地位。为 加速推进二氧化碳共聚物产业化，开发出具有实用价值的二氧化碳共聚物产品， 2004年10月，长春应化所承担并实施了吉林省科技发展计划重大项目二氧化碳 共聚物及其产品产业化推进项目。该项目历时4年，取得了一系列在国际上居于领 先水平的创新性成果。项目组开发的多元共聚新型稀土催化剂和强化交联的新技术， 解决了二氧化碳共聚物在30以上便存在严重冷流现象这一国际上一直未解决的难 题，有效提升了二氧化碳共聚物的催化剂效率。 长春应化所科研人员引入 外部结晶控制聚合物聚集态的方法，突破了二氧
3、化碳共聚物连续吹制成膜的技术难 题，在国际上率先开发出具有生物可降解性能的高阻隔薄膜材料。他们还与吉林金 源北方科技发展有限公司联手，开发出二氧化碳共聚物医用敷料，并获得了世界上 第一个二氧化碳共聚物医用一次性可降解材料生产许可证。目前，该公司已投入 3000万元建立了医用敷料生产线。目前长春应化所与其他单位共同承担的国家“十一五”科技支撑计划项目全 生物降解塑料产业化关键技术的研发也已启动，该项目将在国内建成多条万吨级二 氧化碳共聚物生产线，开发低成本、高性能的系列二氧化碳共聚物产品。中科院长春应化所发挥技术源头优势，还积极开发下游产品。已协助威海赛绿 特科技发展有限责任公司建立了医用二氧化
4、碳塑料加工平台；协助宁波天安生物股 份公司建立了全生物降解材料在一次性餐具、食品包装等方面的加工平台，推进了 该成果的工业化和市场化进程。由江苏中科金龙股份公司与中科院广州化学所联合研制的以CO2为原料制备完 全可降解塑料材料新技术，通过国家环保总局组织的重大科技成果鉴定。该技术开 发出新型CO2共聚催化剂分离系统，得到了无色催化剂含量低于百万分之十的脂肪 族聚碳酸酯多元醇，可以生产出聚氨酯材料。这种新型全生物降解泡沫塑料可应用 于包装材料，具有广阔的市场前景。这项新技术生产出的产品不仅成本低，而且还 可完全降解，可解决白色污染危害，为温室气体CO2的回收利用打开新的途径。 中科金龙公司和广州
5、化学所这项技术，不仅可为聚氨酯提供一种全新的原材料，还 可衍生出众多新型产品，从而形成全新的塑料产业链条。江苏金龙绿色化学公司以二氧化碳为原料年产2000吨脂肪族聚碳酸亚乙酯及基 于该树脂的降解型聚氨酯泡沫塑料产业化项目通过鉴定。该技术具有自主知识产权， 在二氧化碳催化活化技术、聚氨酯泡沫塑料的高生物降解性等方面达到了国际先进 水平。利用该技术每消耗1吨二氧化碳能生产出约3吨脂肪族聚碳酸亚乙酯树脂，并生产出约6吨降解型聚氨酯泡沫塑料。该产品性能优异，不仅可以替代市场上的普 通包装材料和建筑用隔热材料，而且可用作电器及环保要求高的包装材料，对消除 白色污染、突破家电出口面临的绿色壁垒起到重要作用
6、。该公司研发的二氧化碳制 备聚氨酯（PU）泡沫塑料技术，通过由国家环保总局组织的鉴定。这种产品作为缓 冲包装材料，废弃后可完全生物降解。该项技术以二氧化碳气体为主要原料，通过 与环氧化物调节共聚得到脂肪族聚碳酸酯多元醇及聚氨酯泡沫塑料。制备的聚氨酯 泡沫塑料可完全生物降解，不留任何有害物质。经中国环境科学院检测，二氧化碳 制聚氨酯泡沫塑料一个月降解33，优于合成高分子材料及其与淀粉的共混物，具 有高强度、高模量等特点。江苏中科金龙化工股份有限公司年产2万吨二氧化碳树脂的连续生产线于2007 年6月初投产。至此，该公司完成了以二氧化碳为原料生产高分子树脂的工业放大 试验，建成了世界上第一条万吨级
7、具有自主知识产权的二氧化碳制备全生物降解塑 料生产线。这种二氧化碳树脂性能独特，同时具备了聚醚的耐水解性能和聚酯的耐 磨、耐油性能，而其生物降解性能与植物纤维等天然产物相近。据介绍，该技术的 原料将主要来自发电厂、炼油厂、水泥厂、酿酒厂和化肥厂等作为废物大量排出的 温室气体二氧化碳。其产品泡沫塑料在废弃后，能够被微生物如真菌、细菌、 放射线菌分泌的酶分解或氧化，从而降解成水溶性碎片，最终被完全分解成二氧化 碳和水。降解过程中产生的小分子化合物和二氧化碳可以被植物吸收，为植物生长 提供养分。经中国环境科学研究院检测，这种新产品的废弃物一个月可降解33， 与植物纤维、稻草等天然产物相近，优于所有大
8、品种合成高分子材料。同时，该泡 沫塑料还具有高强度、高模量、容易实现阻燃等特点。江苏玉华金龙科技集团与中 科院广州化学所合作成立的江苏中科金龙化工股份有限公司已经开发出新型聚合催 化剂、新型生产工艺、新的应用领域，如全生物降解及可控生物降解高回弹软泡、 塑料母粒、黏合剂、涂料等等。企业已经申请发明专利11项，目前获授权4项。以二氧化碳为原料生产全降解塑料生产线在河南天冠集团实现产业化运行。据 介绍，投入运行的这条5000吨/年全降解塑料产业化生产线，采用高活性、高催化 效率的催化剂，将天冠集团在生产酒精过程中排放的二氧化碳废气聚合成全降解塑 料聚碳酸亚丙酯树脂。1997年，天冠集团与中山大学合
9、作，开始了二氧化碳全 降解塑料课题的研究。2003年底，该集团建成了50吨/年的生产线，并通过河南省 科技厅组织的成果鉴定。为加速其产业化进程，该集团于2006年9月建成目前的千 吨级生产线，经过生产试验，证明其工艺合理，已具备产业化生产能力。全降解塑 料制品在机械性能、热稳定性、耐压性能等方面都可媲美一般的塑料制品，不仅可 用于低温保鲜膜市场，还可开发成一次性饭盒、发泡包装材料、儿童玩具等。由中海油总公司和中科院长春应化所共同出资建设的二氧化碳可降解塑料项目 采用长春应化所自主研发的专利技术，该二氧化碳可降解塑料项目于2008年7月在 海南省东方化工城运行，年产量达3000吨。据中海石油新材
10、料有限公司介绍，该项 目由中国海洋石油总公司投资1.52亿元开发，2007年7月建设，属国家“863”星火计 划项目，具有我国自主知识产权，专利技术来自于中科院长春应用化学研究所。生 产过程是以二氧化碳和环氧丙烷为原料，在催化剂的作用下生成二氧化碳共聚物， 工艺水平属世界领先。据介绍，1吨二氧化碳可降解塑料消耗大约0.5吨二氧化碳， 每吨产值在2万元左右。产品在使用过程中可完全生物降解为二氧化碳和水，不产生白色垃圾，用途广泛，利于环保。2008年7月1日，中海石油化学股份有限公司与中科院长春应用化学研究所利用 二氧化碳可降解材料成功地研制成环保塑料袋，这种塑料袋用后在堆肥条件下可完 全生物降解
11、，不会对环境造成任何影响。为了有效、环保化地利用二氧化碳，减少 排放，中海化学公司在建设年产3000吨二氧化碳可降解塑料项目的同时，投入人力 和物力开展二氧化碳可降解塑料的应用与产品研发，并在2007年11月份与中科院长 春应化所联合设立了“二氧化碳基塑料高阻隔膜研究与应用”项目。他们经过多次试 验、优化配方、再试验，先后攻克了二氧化碳可降解塑料的纯化、改性、封端及韧 化等一系列难题，成功将这种材料吹膜并制成环保塑料袋。据中科院长春应化所介 绍，用二氧化碳可降解塑料制成的环保塑料袋，在国内甚至在国际上均尚属首次。中山大学与广州市合诚化学有限公司、广州市天赐三和环保工程有限公司两家 公司于200
12、7年10月中旬签订合作协议，采用中山大学研发的利用二氧化碳合成全降 解塑料技术，首期投资1.3亿元建设一条万吨级二氧化碳全降解塑料生产线。据悉， 该项目全部建成后每年可减少4万吨二氧化碳排放量。该技术是中山大学环境材料 研究所的科研团队在广州市科技局重点专项支持下，经过4年攻关完成。采用该技 术已在河南天冠集团建成国内规模最大的5000吨/年工业化生产线，该生产线可将 天冠集团酒精生产过程中产生的二氧化碳废气用来合成全降解塑料。5万吨/年二氧化碳基降解塑料项目于2010年1月中旬落户吉林省松原市。该项 目一期建设规模为5万吨/年，3年内达将达到9万吨/年环氧丙烷和15万吨/年二氧化 碳基降解塑料的生产规模。项目采用的二氧化碳基降解塑料技术，突破了二氧化碳 可降解塑料研究中的系列技术关键，并创下该研究领域7项世界第一，率先实现了 二氧化碳基降解塑料的产业化。
