生物法PDO:可持續生產模式
2010-7-28 來源:中國聚合物網
關鍵詞:丙二醇 杜邦 尼龍
技術創新是推行低碳經濟的關鍵,也是各國決勝未來的有力抓手。為改變傳統的化工生產和發展模式,國內外在開發低碳和綠色技術方面進行了積極探索,在一些技術領域已有所突破。
技術看點:
傳統工藝:以石油為原料,能耗高,二氧化碳排放量大
創新工藝:以谷物等為原料,能耗降低40%,二氧化碳排放大幅減少
從玉米到1,3-丙二醇(PDO),到變成不同種類的聚合物,再用于生產各種服飾、家飾、地毯、汽車內飾以及各種熱塑性彈性體,這一革命性的工藝路線不但減少了人們對石油資源的依賴,而且生產過程二氧化碳排放大大減少,成為典型的低碳工藝案例。
杜邦首吃螃蟹
將玉米變成各種日用產品的核心在于生物法PDO的制備,杜邦公司是第一個吃螃蟹的人。該公司2007年宣布,已與泰特利樂公司合作,以玉米為原料成功實現了PDO的規模化生產,標志著以可再生生物資源為基礎的PDO正式進入商業化生產階段。杜邦公司還因此獲得了美國環保局頒發的總統綠色化學獎。
與傳統的石化工藝相比,從玉米中提取一種多糖-右旋糖作為原料,利用生物酶催化法來制備PDO,其能耗減少約40%,溫室氣體排放減少約20%。尤其是它以可再生資源為原料,生產過程中無污染,優勢不言而喻。杜邦公司稱,PDO以前只能從石油中提取,現在以玉米為原料實現規模化生產,有望擺脫對石油的過度依賴,使PDO成功轉為可持續生產模式。
產品越來越多
在生物法PDO的基礎上,杜邦開發了高性能纖維聚對苯二甲酸丙二醇酯(PTT),并以Sorona作為商品名。該聚合物品質穩定、便于加工,所制成的纖維和紗線性能卓越。由于染色過程無需高溫、高壓和染色載體,從而更具有節能環保的加工優勢,并可降低生產成本。而且,由于Sorona采用連續工藝加工生產,聚合物性能的波動極為有限,廢料產出率可降到最低,從而提高了生產效率。Sorona聚合物的獨特結構和優異性能給纖維、織物生產商提供了巨大的發展空間。
杜邦公司亞太區總經理陳榮二曾表示,與相同產量的尼龍6聚合物相比,Sorona聚合物的生產過程不但能減少63%的溫室氣體排放量,而且能減少30%的能耗。由于Sorona的關鍵原料PDO來源于可再生資源,因此降低了化纖行業對石油資源的依賴性。2010年年初,杜邦公司宣布,日本豐田公司最新SAI車型采用杜邦Sorona聚合物制成的纖維制作車頂蓬內飾、遮陽板和車柱飾板。同時,豐田品牌的地毯也應用了杜邦Sorona纖維。
在Sorona大獲成功的同時,杜邦公司又推出了新一代聚合物 Cerenol,其功能相比石化制品毫不遜色。它是生物法PDO自聚的產物,也是以玉米代替石化材料制成的。Cerenol產品作為杜邦Hytrel熱塑性彈性體不同等級產品的基材,可用于跑鞋鞋底,具有緩沖與穩定的作用,同時也可替代用石化原料制成的彈性纖維柔軟素材,其耐撓曲性更佳,并能提高紡絲速度。
目前,Cerenol產品已在美國和加拿大生產,杜邦采用Cerenol產品制造的熱塑性彈性體也已經推向市場。杜邦Cerenol可再生資源多元醇的創新設計和生產獲得了美國塑料工程師協會(SPE)塑料環境分會頒發的2009環境管理大獎。據有關機構預測,杜邦生物材料業務收入將從2010年的3億美元增至2012年的7億美元,且在2017年達到16億美元。
國內研發后來居上
令人可喜的是,掌握生物法PDO生產工藝的不止杜邦一家,我國清華大學、北京化工大學、江南大學以及大連理工大學等單位也對生物法PDO進行了深入研究。
其中尤為值得一提的是,清華大學劉德華教授開發的生物法PDO生產工藝已經實現了工業化生產,產品投向市場后反應良好。
注:本網轉載內容均注明出處,轉載是出于傳遞更多信息之目的,并不意味著贊同其觀點或證實其內容的真實性。
(苒兒)