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二氧化碳的重要性,你确定你知道吗?

时间:2017-09-13 10:55 | 浏览量:168

 在工业生产、汽车行驶乃至日常生活中,都会产生大量二氧化碳。据不完全统计,每年都会有数十亿吨二氧化碳气体排入大气层中。毫无疑问,这些二氧化碳会对地球环境造成不良影响。作为造成地球温室效应的“主犯”,二氧化碳近年来的形象并不讨喜。

       不过,二氧化碳真的只会带来麻烦吗?不要忘了碳酸饮料、泡沫灭火器和“降温神器”干冰,更不要忘了植物生长过程中至关重要的光合作用。植物在阳光的照射下,利用光合色素,将二氧化碳和水转化为氧气和碳水化合物——前者提供了生物界赖以生存的基础,后者则直接为植物生长提供了能量源和“建材”。

       碳是化学工业的重要元素,大量化工产品的主要成分是碳。那么,可否像植物一样,将二氧化碳作为“碳源”,生产出塑化“建材”?1969年,一位日本科学家第一次提出将二氧化碳作为“梦想原料”的设想——将二氧化碳转变为二氧化碳基聚合物,用以生产塑料。之所以称之为“梦想原料”,不仅因为二氧化碳低廉的成本和充沛的储量,还因为这可以大大减少塑料工业中对石油等化石原料的依赖,从而扩大基础化工业的原材料范围,开辟新的可持续发展途径。

       但是,处在燃烧链条最后环节的二氧化碳,其化学性质非常稳定,一般条件下很难分解。加上自身含能很少,必须在高性能催化剂的推动下,才能实现二氧化碳的转化。40多年来,寻找合适的催化剂一直是难点。

       不久前,德国高级聚合物和高性能塑料生产商科思创公司宣布,成功找出“超级催化剂”,可将二氧化碳转化为供工业生产用的碳源,全世界第一家使用二氧化碳生产泡沫塑料的工厂也在德国多马根正式投产。科思创首席执行官帕特里克·托马斯表示,在生产过程中,二氧化碳所占原料比例高达20%。这项新技术可使二氧化碳与生产传统泡沫塑料的原料发生聚合反应,在改良产品性能的同时,将二氧化碳引入“工业原料圈”。

       塑料工业中,聚氨酯泡沫塑料由于具有一定弹性,被广泛用作防震包装材料、吸音材料和吸水材料等。聚氨酯的主要成分为多元醇和异氰酸酯。在“超级催化剂”的作用下,二氧化碳可打开化学键成为二氧化碳基,“嵌入”多元醇,聚合为聚碳酸酯多元醇,最终与异氰酸酯生成聚醚碳酸酯型聚氨酯。以聚醚碳酸酯型聚氨酯为成分的泡沫塑料,在力学性能、耐水解性、耐热性、耐氧化性、耐磨性上,都比传统的聚氨酯材料高出一筹。

       以往泡沫塑料的生产完全以石油为原料,有了这项新技术,二氧化碳可代替1/4的石油用量。加上催化剂在生产过程中不会消减,生产设备也是一次投入长期使用,二氧化碳可从诸如火力发电厂等上游企业廉价获得。从长远来看,将二氧化碳作为工业原料,不仅比传统技术更环保,还具有不可小觑的商业竞争力。科思创计划每年生产5000吨聚醚碳酸酯型聚氨酯泡沫塑料。下一步,他们正尝试将技术扩大到整个塑料工业,顺着这一发展方向,塑料工业未来有望完全摆脱对石油的依赖。