四川省化工行业协会欢迎您的光临!

中科院成都有机公司推介项目

发布时间:2014-09-22 来源: 阅读次数:3033 字体:【 打印本页】【关闭窗口
 

1、安全、绿色、无公害PBC全生物可降解材料产品

产品信息:

  PBC是英文poly(butylene carbonate)(脂肪族聚碳酸丁二醇酯)的缩写。它是以非石油路线原材料碳酸二甲酯为原料通过酯交换法制得的新材料(见图一)。该材料成本低,性能优越,其熔体强度、力学性能均大大优于聚乳酸(PLA),同韩国的Poly Bio Calcium Carbonate(聚合生物碳酸钙PBC)相比,该材料的降解速率、力学性能等具有明显的优势。

   PBC是PP、PE、PS等塑料制品的理想代替品。该材料环保无毒可用于注塑、挤出、吹塑、压延等生产工艺,主要用于膜类、袋类、一次性餐具、盒类及多种生物降解塑件等领域。PBC是100%生物降材料,所以废弃物填埋后可自行分解。

  公司研发部门通过对PBC进行共混改性,吹塑成型已成功制备出高性能、低成本、厚度可达5-15µm的透明度高、拉伸强度好、降解速率快、抗撕裂强度高的可完全生物降解脂肪族聚碳酸酯薄膜(见图二),与其他生物降解薄膜相比,在价格和性能上具有明显竞争优势。产品通过国家塑料检验中心的权威检测,薄膜可以完全生物降解,具有优异的力学性能和透明性,技术性能优于国内外同类产品。产品通过娃哈哈和可口可乐公司等的测试及使用,完全满足薄膜使用要求。产品未上市已被客户上门订购,并签订了销售合同。

全生物降解脂肪族聚碳酸酯薄膜的特点:

  (1)透明性好,拉伸强度高达50MPa大约是低密度聚乙烯薄膜的2倍,断裂伸长率约300%,是纯聚乳酸的大约50倍,与低密度聚乙烯薄膜基本相当。

  (2)PBC原料来源廉价。性能相当的情况下,价格不到PLA的一半。

  (3)产品具有很高的降解速率。

  (4)薄膜厚度很薄,是一般生物降解材料达不到的,为5-15µm。

产品市场分析及预测:

  根据国内外降解塑料在农业、工业、包装和汽车、电子等领域的应用状况来看,降解塑料正处于市场生命周期的成长期。

  在世界范围内,可降解材料市场呈快速增长的趋势,据相关部门预测,2007年,美国、欧洲和日本的生物降解聚合物市场需求量超过21万吨,年增速达30%。未来几年,美国生物可降解材料的需求量有望以年均20%的速度快速增长,到2012年市场消费量将达到26万吨左右。目前我国降解塑料在各方面的应用现状:农用地膜40%、包装材料20%、日用杂货16%、医疗材料10%、汽车和电子8%、纺织纤维4.8%其他方面1.2%。

  据有关部门统计,我国每年农膜总的需求量为200万吨以上,假设其中按5%~10%使用生物降解薄膜,那市场的需求量就有10~20万吨。随着国内外对环境的日益重视,生物降解薄膜的需求量必将迅猛增长。同时据专家测算,在我国“限塑令”实施以后,全国可降解塑料包装品未来的市场需求量有望达200万吨,将有400亿巨大商机因“限塑令”的实施而得以显现。预计未来5年内,我国的降解塑料需求量在500万吨/年以上。从中可以看到,生物降解材料在国际上的潜在市场是巨大的。

  本产品技术性能与国外先进产品相比,在成本、性能等方面,具有明显的优势,在价格上相当于国际同类产品价格的60%,加上本公司一贯坚持全面实施国际化战略,产品已出口到世界69个国家和地区,已建立起一个具有较强国际竞争力的采购、制造、营销与服务体系,国内具有稳固的市场基础,优良的服务条件,因此,随着本产品的国内外市场推广,必能产生良好的效益。

2、导电聚碳酸酯工艺

  聚碳酸酯简称PC是一类分子链中含有碳酸酯结构的高分子化合物及以它为基础而制得的各种材料的总称。按分子结构中所带酯基不同可以分为脂肪族、脂环族、芳香族和脂肪-芳香族等几大类。现以双酚A型聚碳酸脂为最重要,分子量通常为3-10万。PC是具有高透光性能、高强度、高韧性、高抗热性、高抗冲击性及较好的加工性能的热塑性树脂。主要应用在医疗器械:耐高能辐射杀菌、耐蒸煮和烘烤消毒、采血标本器具、血液充氧器、外科手术器械、肾透析器等;汽车工业:汽车照明系统、内装饰系统、汽车前灯罩、反光镜框、阻流板;玻璃装配业:银行、大使馆、拘留所、公共场所的防护窗;各种标牌:汽车仪表板、露天商业标牌、点式滑动指示器;电子电气:接线盒、插座、垫片、电视转换装置、电话机、继电器外壳;工业机械零件:各种齿轮、轴套、冰箱内搁架、晶体二极管、各种零件;家用电器:家用电器马达、真空吸尘器、洗头器、烤面包机、光盘、计算机、休闲和防护器材等。

  纯聚碳酸酯具有优良的电绝缘性能,可能产生静电、在工业上塑料的静电现象有可能导致电子元器件和计算机芯片发生故障,甚至能够点燃可燃性气体、蒸汽和粉尘。为了解决这种静电现象,抗静电PC广泛应用在电子电器元器件、汽车行业等领域。

  我们利用原位聚合法制备炭黑(CB)/聚碳酸酯(PC)导电复合材料。采用CB为载体的催化剂,以双酚A与碳酸二苯酯为原料催化酯交换制备CB填充聚碳酸酯材料,当CB的填充量为4.32 wt%时,CB/PC复合材料体积电阻率可以达到1.56×106 Ω•mm,CB在PC中分布均匀,形成导电网络充分有效。同传统熔融共混法制备的CB/PC复合材料相比,在聚合过程中、较低的粘度情况下,CB分散更容易、更均匀,在相同体积电阻率的情况下,使用的CB量要少,同时也缓解引入CB后造成PC热稳定性能大幅降低的情况。通过原位法合成的CB/PC复合材料具有非常好的PTC效应,在温度升到150℃时体积电阻率达到最高点,可以升高近五个数量级,非常有利于制作自控温材料。

  该产品具有良好的强度和韧性,具有易加工、耐久性和轻量化的特点,以及永久性的抗静电效果,随着智能手机和平板电脑终端等电子产品的小型化和高功能化,一些部件产生的电磁波很容易影响其他部件的工作造成误操作。因此,导电聚碳酸酯(PC)复合材料在希望机壳等部件拥有电磁波屏蔽性能的要求的电子产品、具备通信功能的智能家电以及要求高可靠性的医疗器材等有着广泛用途,如家用电器、电子电器、通讯器材、计算机抗电磁屏幕、蓄电池外壳、仪器仪表、电动工具、周转箱、汽车配件、智能窗、发光二极管等领域。

3、适于沙化草地治理的高分子生物复合生态固沙材料的研发与示范推广

摘要:

  采用材料固沙与生物固沙相结合方式,以草原沙化地区的生态治沙为示范,实现地区生态系统恢复。本项目充分利用我们在内蒙阿拉善和库布齐沙漠2000亩生态固沙示范工程的成功经验,开展适于西部沙化草地生态恢复的新型高分子生态材料与微生物复合体系的开发与协同作用研究;阐明研制的新型高分子生物复合体系对促进草地植被恢复、对沙化草地的土壤与微生物生态的影响与作用;结合沙化草原功能恢复与中药材培育扶贫项目,建立高分子生物固沙技术的综合应用与示范工程;构建沙化草地生态功能恢复综合评价体系;实现具有自主知识产权的新型高分子生物复合固沙材料的规模化生产及标准制定。形成成熟的生态固沙技术在全国推广。

项目意义:

  我国西部地区因地处大陆腹地,是全球同纬度地区降水量最少、蒸发量最大、最为干旱的地带之一。同时,也由于对该地区原有草场林地的大量开垦、过度放牧或滥挖滥伐,致使其地表结构破坏,土壤风蚀严重,成为我国沙化土地的主要分布区。西部地区包括十二个省、区,其沙漠化面积为161万平方公里,占全国沙漠化土地面积的95.4%。在西部地区开展沙化草地的生态恢复,意义尤其重大。

  西部地区是长江、黄河上游重要的水源涵养地,目前西部地区草地严重退化、沙化。以四川若尔盖草原为例,其沙化面积已达150万亩以上,300多万亩沼泽草地和高原湖泊中已有200多万亩干涸,草原缺水面积达40%。其恶化态势不但严重损害了长江、黄河上游的生态屏障,也危害着成都平原的生态安全。但西部地区大部分的沙化草原,还处于沙化的初始阶段,即主要是表面沙化,目前这里每年有600多毫米的降水量,使草原土壤结构还未发生本质的变化。如果应对及时,方法得当,便能以低的成本恢复植被。若到完全沙化时再治理,将要比现在多付出几十倍的代价。近10多年来,国家在若尔盖草原进行了大量的治沙试验,通过试验示范基地和示范区建设,累计成功治理各类沙地近9万亩。但沙化面积却增长到了150万亩,远低于草原沙化的速度。因而,采用有效方式,加速沙化草原的治理速度、防止沙化的蔓延,势在必行。

  本项目依据《国家科学技术中长期发展规划纲要(2006-2020)》中关于“生态脆弱区域生态系统功能的恢复重建”的战略部署,紧密结合四川省川西北草原沙化地区生态系统恢复与重建的发展规划,采用化学固沙与生物固沙相结合的方式,对该地区进行生态化治沙,实现生态恢复、产业发展、群众增收的目标。

  本项目将充分利用我们在内蒙古阿拉善左旗和库布齐沙漠2000亩生态固沙示范工程的成功经验,并基于对川西北地区气候与水文地质条件的详细分析,开展适合于川西北沙化草地生态恢复的新型高分子生态材料与微生物复合体系的开发与协同作用研究;这些材料在地表使用,可以促进沙地表面形成生物结皮,改善土壤微生态,加速沙化草地的恢复。本项目结合该地区沙化草原功能恢复与中藏药材等经济作物培育扶贫项目,建立高分子生物固沙技术的综合应用与示范工程;构建沙化草地生态功能恢复的综合评价体系;并实现具有自主知识产权的新型高分子生物复合固沙材料的规模化生产及标准的制定。该项目的研究结果将有助于成熟的生态固沙技术的形成与实施,以及在西部其他荒漠化区域的推广。

项目创新性:

  1)  首次采用高分子材料与活体微生物形成复合材料固沙的方法,可以促成固沙的高效性、生态与持久性;

  2)  首次建立高分子生物复合材料用于沙化草原生态恢复与沙化地区经济作物栽培示范区;

  3)  首次实现具有自主知识产权的新型高分子生物复合固沙材料的规模化生产及标准制定,可为其他荒漠化区域的生态治理提供低成本适用材料与技术。

预期经济/社会/环境效益:

  本项目首次将新型高分子材料与微生物复合体系用于西部地区沙化草原的生态恢复,通过这种新型生态材料的规模化生产、建立沙化草原功能恢复示范区与中藏药材经济作物培育示范区,形成成熟、有效的生态固沙材料与实施技术,并以较大的幅度降低荒漠化治理的成本,为其在全国其他荒漠化地域的推广提供条件。

4、聚酯生产用绿色、高效铝系催化剂开发

技术背景:

  用于PET缩聚反应的催化剂种类繁多,主要有锑系催化剂、锗系催化剂、钛系催化剂和铝系催化剂等,目前,锑系催化剂仍然是当前应用最广、最重要的催化剂。国内PET聚酯产业经过多年的攻关掌握了国外长期垄断的已工业化的锑系催化剂,但近年来锑系催化剂面临新的挑战。第一,为了适应聚酯市场激烈的竞争,必须寻找活性更高的催化剂;第二,锑系催化剂在缩聚反应中还原成锑,锑属于重金属,使聚酯成灰色,同时在后续工序中污染环境;第三,在全球越来越关注人类生存环境的背景下,绿色聚酯产品的生产和销售将是未来的趋势。因此,开发新型高效、环保非锑催化剂成为聚酯工业的主要研究方向。

项目内容:

  中国科学院成都有机化学研究所开发的具有自主知识产权、热稳定性好、反应活性高、价廉、无毒的新型乙二醇铝组合物催化剂,有力的支撑了国内PET聚酯产业的升级,提高了聚酯产品附加值,加速了我国从PET聚酯的生产大国向技术强国的转变。

  本成果中乙二醇铝组合物催化剂溶液的生产是在氮气氛围中将乙二醇铝、碱性化合物、多齿配位体、钴化合物和乙二醇在一定温度下按特定比例复配,成功开发出了新型的乙二醇铝组合物催化剂,得到了均相的液体乙二醇铝组合物催化剂,该组合物催化剂常温密闭至少可稳定保存4个月,期间不会出现催化剂失活或变色等现象。

市场分析:

  2011年我国PET聚酯产量已超千万吨,聚酯产能的分布集中趋势明显,江浙两地总产能占全国七成以上,并且,新增的聚酯项目继续向江浙两省聚集,在江浙建立铝系催化剂生产项目具有天然的地理位置和市场优势。将本成果制备的环保、高效的乙二醇铝组合物催化剂替代有毒的重金属类锑系催化剂作为PET生产用催化剂,生产每吨PET可减少锑元素的排放约230g。假设2015年我国聚酯产量为1500万吨,铝系催化剂市场占有率为20%,相应的可减少锑元素的排放约650吨,减少了重金属锑的排放和富集,降低了对环境和人体的危害,具有很好的社会环境效益。

  在该乙二醇铝组合物催化剂和锑系催化剂销售单价相同均为8万/吨的情况下,生产每吨PET铝系催化剂用量仅为乙二醇锑的10~30%,因此,每吨PET生产成本可降低20元,与原锑系催化剂相比。而且,铝系催化剂的使用完全满足以欧盟为代表的发达国家对PET聚酯在安全环保方面的严格要求,尤其在食品包装领域更具有独特的优势,拓展了PET的用途和市场,稳定了出口,具有很好的经济效益。

授权专利:

  (1)一种聚酯合成用铝系催化剂、其制备方法及使用方法(ZL 201010154081.2)

  (2)用酯化缩聚法合成PET的新型铝催化剂(ZL 200910304799.2)

技术指标:

催化剂用量:300~500ppm(以PTA计)

反应时间:缩短10~20%

特性粘度:≥0.80 dL/g

色度b值:≤3.0

二甘醇含量:≤1.5±0.3%

端羧基含量:≤35 mmol/kg

熔点(DSC法):250±3℃

5、水性塑料涂料替代溶剂涂料技术

  由于环保和资源的要求,世界各国纷纷立法,限制高VOC含量和有毒涂料的使用,促进了涂料工业向以水性涂料为代表的低毒、节能涂料方向发展。

该项目已突破纳米水性树脂和水性塑料涂料的关键技术,主要性能指标达到国内外同类产品先进水平,填补国内空白,申请专利6项,授权专利3项,完成中试,部分品种在四川长虹、青岛海尔等60多家家电、汽摩企业进行批量应用。

6、透明阻燃增强聚碳生产工艺

  纯PC树脂是一种无定形、无味、无嗅、无毒、透明的热塑性聚合物,分子量一般的20000~70000范国内,相对密度1.18~1.20,玻璃化温度140~150℃,熔程220~230℃。聚碳酸酯具有一定的耐化学腐蚀性、耐油性优良;聚碳酸酯的耐热性较好,其分解温度在300℃以上,长期工作温度可高达120℃,同时它具有良好的寒性,脆化温度低达-100℃,其长期使用温度范围是-60~120℃;聚碳酸酯具有优的电绝缘性能;聚碳酸酯的耐热老化的性能也相当的好,若将其薄膜放置空气中长时间加热,其性能变化很小;聚碳酸酯无色透明,肯有良好的透光性;聚碳酸酯成形收缩率低、尺寸安定性良好,且无味无臭对人体无害符合卫生安全。

  聚碳酸酯是可燃的,火焰呈淡黄色冒黑烟;氧指数仅25%,离开火源自熄。一般加入卤化物、三氧化二锑,氢氧化镁、磷酸和红磷等改性提高阻然性。

  我们开发了一种生产阻燃聚碳酸酯新工艺,通过共聚的方式,将阻燃元素S嵌入到PC分子主链中合成阻燃透明PC高分子材料。在双酚A与碳酸二苯酯催化酯交换制备聚碳酸酯的基础上,以具有相似结构的双酚S取代部分双酚A同碳酸二苯酯进行酯交换反应合成含有双酚S嵌段的阻燃PC工程材料。通过高效催化剂的开发、聚合工艺的改进,解决了由于双酚S与双酚A活性不同而对聚合反应的影响,获得了阻燃PC的粘均分子量为26949,初始分解温度达到419.5℃,阻燃PC的极限氧指数由PC的25%提高到40%以上,阻燃级别达到UL94 V-0,BPS的嵌入提高了PC的成炭率,维持了PC较高的热分解温度,明显提高了PC的阻燃性能。

  通过共聚反应获得的反应型阻燃PC材料克服了通过添加阻燃剂获得的添加型阻燃PC材料阻燃剂从聚合物表面迁移或挥发的缺点以及加工过程中会伴随的溢出、分解等现象对影响产品的性能的影响,这种新型塑料环保、安全、低烟、无毒、无刺激性气体、无腐蚀性气体等性能优势,材料具有高透明度,UL94 V0级的阻燃性能。

  阻燃聚碳是一种应用比较广泛的改性工程塑料,它具有优异的阻燃性能和机械性能,在电子电器、汽车工业、机械部件等领域有着广泛的应用,但是随着经济的发展,各行各业对阻燃聚碳提出了更高的要求,比如说:透明、环保、安全等等。无卤透明阻燃聚碳正是满足了这些要求的新一代产品。

用途

电子电器:CD片、开关、家电外壳、信号筒、电话机等;

汽车配零件:保险杆、分电盘、安全玻璃;

工业零件:照相机本体、机具外壳、安全帽、潜水镜、安全镜片;

医疗器材:可作医疗用途的杯、筒、瓶以及牙科器械、药品容器和手术器械等。

机械设备:用于制造各种齿轮、齿条、蜗轮、蜗杆、轴承、凸轮、螺栓、杠杆、曲轴、棘轮,也可作一些机械设备壳体、罩盖和框架等零件。

建筑材料:用作中空筋双壁板、暖房玻璃、高速公路隔音屏障等;

纺织行业:用作纺织纱管、纺织机轴瓦等;

 

发布人:  王公应(学术委员会主任、研究员)

copyright 2012 all rights reserved 版权所有 四川化工行业协会
建议使用1024*768以上屏幕分辨率和IE6.0以上浏览器来访问本站网站 技术支持:内江百科软件有限公司