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二氧化碳或許成為工業原料

作者:宋檢 時間:2022-11-23 來源:互聯網

在工業生產、汽車行駛乃至日常生活中,都會產生大量二氧化碳。據不完全統計,每年都會有數十億噸二氧化碳氣體排入大氣層中。毫無疑問,這些二氧化碳會對地球環境造成不良影響。作為造成地球溫室效應的“主犯”,二氧化碳近年來的形象并不討喜。

不過,二氧化碳真的只會帶來麻煩嗎?不要忘了碳酸飲料、泡沫滅火器和“降溫神器”干冰,更不要忘了植物生長過程中至關重要的光合作用。植物在陽光的照射下,利用光合色素,將二氧化碳和水轉化為氧氣和碳水化合物——前者提供了生物界賴以生存的基礎,后者則直接為植物生長提供了能量源和“建材”。

碳是化學工業的重要元素,大量化工產品的主要成分是碳。那么,可否像植物一樣,將二氧化碳作為“碳源”,生產出塑化“建材”?1969年,一位日本科學家**次提出將二氧化碳作為“夢想原料”的設想——將二氧化碳轉變為二氧化碳基聚合物,用以生產塑料。之所以稱之為“夢想原料”,不僅因為二氧化碳低廉的成本和充沛的儲量,還因為這可以大大減少塑料工業中對石油等化石原料的依賴,從而擴大基礎化工業的原材料范圍,開辟新的可持續發展途徑。

但是,處在燃燒鏈條*后環節的二氧化碳,其化學性質非常穩定,一般條件下很難分解。加上自身含量很少,必須在高性能催化劑的推動下,才能實現二氧化碳的轉化。40多年來,尋找合適的催化劑一直是難點。

不久前,德國**聚合物和高性能塑料生產商科思創公司宣布,成功找出“超級催化劑”,可將二氧化碳轉化為供工業生產用的碳源,全世界**家使用二氧化碳生產泡沫塑料的工廠也在德國多馬根正式投產。科思創首席執行官帕特里克•托馬斯表示,在生產過程中,二氧化碳所占原料比例高達20%。這項新技術可使二氧化碳與生產傳統泡沫塑料的原料發生聚合反應,在改良產品性能的同時,將二氧化碳引入“工業原料圈”。

塑料工業中,聚氨酯泡沫塑料由于具有一定彈性,被廣泛用作防震包裝材料、吸音材料和吸水材料等。聚氨酯的主要成分為多元醇和異氰酸酯。在“超級催化劑”的作用下,二氧化碳可打開化學鍵成為二氧化碳基,“嵌入”多元醇,聚合為聚碳酸酯多元醇,*終與異氰酸酯生成聚醚碳酸酯型聚氨酯。以聚醚碳酸酯型聚氨酯為成分的泡沫塑料,在力學性能、耐水解性、耐熱性、耐氧化性、耐磨性上,都比傳統的聚氨酯材料高出一籌。

以往泡沫塑料的生產完全以石油為原料,有了這項新技術,二氧化碳可代替1/4的石油用量。加上催化劑在生產過程中不會消減,生產設備也是一次投入長期使用,二氧化碳可從諸如火力發電廠等上游企業廉價獲得。從長遠來看,將二氧化碳作為工業原料,不僅比傳統技術更環保,還具有不可小覷的商業競爭力。科思創計劃每年生產5000噸聚醚碳酸酯型聚氨酯泡沫塑料。下一步,他們正嘗試將技術擴大到整個塑料工業,順著這一發展方向,塑料工業未來有望完全擺脫對石油的依賴。

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