二氧化碳合成可降解塑料

2011年第5期TIANJIN SCIENCE&TECHNOLOGY科学观察1二氧化碳基聚合物简介二氧化碳基生物可降解塑料是一种二氧化碳基聚合物，也可叫二氧化碳聚合物或二氧化碳共聚物。

二氧化碳基聚合物是二氧化碳和其他单体在催化剂作用下共聚所得的高聚物。

二氧化碳可与环氧化物、环硫化物、二元胺、乙烯基醚、双炔或单炔等许多单体进行共聚，生成脂肪族聚酯（APC）、脂肪族含硫聚酯、聚脲、脂肪族聚醚酮、聚吡咙等多种共聚物。

就目前合成的二氧化碳共聚物的总和性能，尤其是性价比来分析，最具有工业化价值的是由二氧化碳与环氧化物共聚所得的脂肪族聚酯。

目前已批量生产的二氧化碳基塑料原料主要有二氧化碳/环氧丙烷共聚物、二氧化碳/环氧丙烷/环氧乙烷三元共聚物、二氧化碳/环氧丙烷/环氧环己烷三元共聚物等品种。

二氧化碳共聚物具有全生物分解性能，堆肥环境下在1d 到60d内可全部降解。

二氧化碳基聚合物使用后所产生的废弃物，可以通过回收利用、焚烧、填埋等多种方式处理。

废弃的二氧化碳聚合物可以像普通塑料一样回收再利用；焚烧处理时只生成二氧化碳和水，不产生烟雾，不会造成二次污染；进行填埋处理时，可在数月内降解。

二氧化碳可降解塑料不仅将工业废气二氧化碳制成了对环境友好的可降解塑料，而且避免了传统塑料产品对环境的二次污染。

它的发展，不但扩大了塑料的功能，并在一定程度上对日益枯竭的石油资源是一个补充。

作为环保产品和高科技产品，二氧化碳共聚物正成为当今世界瞩目的研究开发热点。

2二氧化碳聚合技术研究进展2.1热降解机理以脂肪族聚碳酸酯为例，加热时APC容易降解产生相应的环状碳酸酯：1975年，日本科学家井上祥平根据热裂解谱图、热失重谱图和特性粘数的变化曲线，提出了APC的降解机理。

他认为APC开始热降解时，首先端基断裂失去CO2，之后发生解拉链降解形成相应的环状碳酸盐，最后又形成CO2和环氧化物。

而在水解时发生无规降解。

Dixon等研究了封端APC的热降解，认为未封端APC只发生解拉链降解得到相应的环状碳酸盐，而不是无规降解。

上师大附中2022学年第一学期期中考试高三年级化学学科本试卷可能用到的相对原子质量：H-1 Na-11 N-14 O-16 S-32 Cr-52一、选择题1. 有些垃圾可以用卫生填埋、堆肥焚烧等方法进行处理，下列垃圾中不适合用这些方法处理的是（）A. 废旧农用塑料薄膜B. 厨余垃圾C. 卫生纸D. 废旧纯棉纺织品2. 下列反应属于吸热反应的是（）A. 氢气在氯气中燃烧B. 石灰石在高温下分解C. 稀硫酸与NaOH溶液反应D. 铝和氧化铁在高温下反应3. 中科院首创用CO2合成可降解塑料聚二氧化碳。

下列相关说法不合理的是（）A. 聚二氧化碳塑料是通过加聚反应制得的B. 用工业废弃物二氧化碳生产塑料，有助于缓解温室效应C. 聚二氧化碳塑料不能在空气中燃烧D. 聚二氧化碳塑料的使用会产生白色污染4. 某消毒液为无色液体，用红色石蕊试纸检验，发现试纸先变蓝后褪色。

则该消毒液的主要成分可能是（）A. KMnO4B. H2O2C. NaClOD. Cl25. 为改善空气质量，我国北方将冬季燃煤取暖改用天然气做燃料。

这主要是（）A. 减少氮氧化物的排放B. 减少硫氧化物的排放C. 降低对臭氧层的破坏D. 降低供热的生产成本6. 某烃的取代基只含一个乙基，则该烃（）A. 至少有5个碳原子B. 一定符合通式C n H2n+2C. 乙基不可能出现在2号位D. 可能为气态7. 下列关于化学用语的表述正确的是（）A. BF3的电子式：B. 26Fe2+的结构示意图：C. 中子数为143的92U原子：285UD. 乙醇的结构简式：C2H6O8. 如图所示的实验装置中，从实验开始到过一段时间后，对观察到的实验现象叙述不正确的是（）A. 甲中苹果块会变干瘪B. 乙中胆矾晶体表面有“白斑”C. 丙中小试管内有晶体析出D. 丁中pH试纸变成红色9. 对某一可逆反应来说，升高温度的作用是（）A. 提高反应物的平衡转化率B. 改变平衡混合物的组成C. 降低反应物和生成物的键能D. 加快正反应速率，减慢逆反应速率10. 关于化合物(a)、(b)、(c)，下列说法正确的是（）A. a、b、c互为同分异构体B. a、b的一氯代物都只有一种C. a、c都能发生氧化反应D. b、c都属于苯的同系物11. 下列有关实验的说法错误的是（）A. 提纯混有少量硝酸钾的氯化钠，应采用蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、干燥的方法B. 用稀H2SO4，经溶解、过滤、洗涤、干燥，可将铜粉中的铁粉除去C. 配置FeCl3溶液时，将FeCl3固体溶解在浓盐酸中，然后稀释D. 用pH试纸区分NH4Cl溶液和NaCl溶液12. 通过反应进行元素性质比较，下列方案可行的是（）A. Cu和FeCl3反应，可以比较Cu和Fe的金属性强弱B. Cl2和S分别与铁反应，可以比较Cl和S的非金属性强弱C. 浓H2SO4与NaNO3反应制备HNO3，可以比较S和N的非金属性强弱D. 向MgCl2溶液和AlCl3溶液中分别通入NH3，可以比较Mg和Al的金属性强弱13. 化合物X是一种治疗高血脂新药的中间体，其结构简式如右图所示。

可降解塑料简介一、定义根据美国材料试验协会通过的有关塑料的术语标准（ASTM）对可降解塑料的定义可知：可降解塑料即在特定的环境条件下，其化学结构发生明显变化，并用标准的测试方法能测定其物质性能变化的塑料。

通常可降解塑料具备以下特征：在阳光、氧、微生物等自然环境条件影响下，塑料的外观发生明显的变化；力学性能发生明显的降低；化学结构发生改变，含氧化合物被引入到塑料中等。

只有当塑料聚合物发生了以上变化，使自身的分子量降低及产生小分子含氧化合物后，才能被自然界中的微生物分解。

可降解塑料有望解决塑料废弃物的污染问题，因此已经成为当前研究的热点。

二、常见的可降解塑料目前报道较多的可降解塑料主要有光降解塑料、生物降解塑料以及光生物降解塑料等。

1、光降解塑料光降解塑料即在光的照射下可以发生降解的塑料。

从光降解塑料的制备过程来分，光降解主要包括共聚型光降解塑料和添加型光降解塑料两种。

其中共聚型光降解塑料主要通过将含碳的单体如一氧化碳与其他聚烯烃通过共聚反应合成的共聚物塑料，1940年美国公司首次生产出了乙烯一氧化碳共聚物并投入市场。

这类塑料由于本身含有发色基团及弱键，因此易发生光降解。

但是这类塑料的生产过程相对复杂，而且光降解效率相对较低。

对于添加型光降解塑料，主要是通过向聚合物中添加光触媒即光催化剂的方法制得。

这类光降解塑料生产工艺简单、成本低、催化剂种类丰富，且光降解效率高。

因此，相关的研究报道比较多。

目前报道较多的用于固相光催化降解聚烯烃类塑料的光催化剂主要有：二氧化钛，磷钨酸，氧化锌，羟基氧化铁等。

其中最具代表性的是纳米TiO2光催化剂。

TiO2作为一种光催化剂，具有稳定性强、无毒、且价格低廉等优点，是目前最当红的光催化材料，受到人们的广泛关注。

近年来，纳米TiO2基复合光降解塑料在品种开发、性能改进等方面均有了较大进展，但是目前仍存在以下问题：（1）光降解聚合物的使用性能及使用寿命不及普通塑料产品；（2）光降解残余物仍不能被自然界中的微生物有效分解；（3）对光照射的依赖程度高，在没有光照射的条件下不能发生降解，使得这种光降解塑料难以推广应用。

生物可降解塑料的环境行为及毒性效应1. 生物可降解塑料的概述生物可降解塑料是一种在自然环境中可以被微生物分解为无害物质的塑料材料。

与传统塑料相比，生物可降解塑料具有更好的环保性能，因为它们在自然环境中的降解速度要快得多，从而减少了塑料废弃物对环境的长期影响。

生物可降解塑料的原料来源多样，包括可再生的生物资源（如玉米淀粉、木薯淀粉等）和合成生物降解高分子。

这些原料的生物降解性主要取决于其化学结构和微生物降解途径。

通过生物发酵或化学合成过程，生物可降解塑料的生产过程中产生的二氧化碳和水，对环境影响较小。

1.1 生物可降解塑料的定义这类塑料的设计旨在减少传统塑料在环境中的长期积累和污染，从而减轻对生态系统和人类健康的潜在影响。

生物可降解塑料的降解过程通常涉及特定的生化机制，如水解、氧化、生物合成等，这些机制使得塑料在特定条件下能够被微生物分解为二氧化碳、水和生物质等无害或低毒性的物质。

值得注意的是，生物可降解塑料的降解效率可能因材质、环境条件和微生物种类而异，因此在实际应用中需要根据具体的使用场景选择合适的材料。

1.2 生物可降解塑料的分类生物基生物可降解塑料：这类塑料是由可再生资源，如玉米淀粉、木薯淀粉等，通过生物、物理、化学等多种方法加工制备的塑料。

例如聚乳酸（PLA）、聚羟基烷酸酯（PHA）等。

它们在特定条件下可以被微生物分解为二氧化碳和水，降解速度相对较快。

环保型石油基生物可降解塑料：这类塑料是以石油化工产品为原料，通过生物、物理、化学等多种方法加工制备的塑料。

例如聚己内酯（PCL）、聚丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物（ABS）等。

虽然其降解速度相对较慢，但在特定条件下仍可被微生物分解，对环境的污染较小。

生物复合型生物可降解塑料：这类塑料是由生物基或环保型石油基材料与其他功能性材料（如填料、增塑剂等）复合而成，兼具生物可降解性和传统塑料的性能。

例如生物降解型聚氨酯（PU）、生物降解型聚酰胺（PA）等。

第1题化学与传统文化、STSE1．化学与生活密切相关。

下列叙述正确的是()A．漂白粉与盐酸可混合使用以提高消毒效果B．温室气体是形成酸雨的主要物质C．棉花、麻和蚕丝均为碳水化合物D．干冰可用在舞台上制造“云雾”答案 D解析漂白粉的有效成分次氯酸钙与盐酸混合，会发生氧化还原反应生成有毒的氯气，两者不能混合使用，A错误；温室气体主要是指二氧化碳，二氧化碳不是形成酸雨的主要物质，形成酸雨的主要物质是硫氧化物、氮氧化物等，B错误；棉花、麻来源于植物，主要成分均是纤维素，为碳水化合物，但蚕丝来源于动物，主要成分是蛋白质，蛋白质不是碳水化合物，C错误；干冰是固态的二氧化碳，干冰升华时，吸收空气中大量的热，使周围空气温度降低，空气中的水分子凝结成了小水珠，形成“云雾”效果，D正确。

2．化学与人体健康及环境保护息息相关。

下列叙述正确的是()A．食品加工时不可添加任何防腐剂B．掩埋废旧电池不会造成环境污染C．天然气不完全燃烧会产生有毒气体D．使用含磷洗涤剂不会造成水体污染答案 C解析食品加工时可以添加防腐剂，但要控制用量，A错误；废旧电池中含有重金属(如汞等)，掩埋其会造成土壤及水污染，B错误；天然气不完全燃烧会产生有毒气体一氧化碳，C正确；含磷洗涤剂会造成水体富营养化，D错误。

3．我国提出争取在2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和，这对于改善环境、实现绿色发展至关重要。

“碳中和”是指CO2的排放总量和减少总量相当。

下列措施中能促进碳中和最直接有效的是()A．将重质油裂解为轻质油作为燃料B．大规模开采可燃冰作为新能源C．通过清洁煤技术减少煤燃烧污染D．研发催化剂将CO2还原为甲醇答案 D解析“碳中和”实际上就是通过植树造林、节能减排等方法实现二氧化碳的“零排放”。

重质油裂解为轻质油，只是将长链烃变为短链烃，燃烧产生的二氧化碳的量不会改变，A错误；可燃冰作为新能源，其主要成分为甲烷，燃烧依旧会产生二氧化碳，B错误；清洁煤技术主要是减少二氧化硫、氮氧化物以及可吸入颗粒物等污染物的排放，但不能减少二氧化碳的排放，C错误；将二氧化碳转化为其他能源是实现“碳中和”最直接有效的一种方法，D正确。

如您所要求的，下面是一篇关于CO2多元醇可降解材料和相关政策的文章。

「CO2多元醇可降解材料与政策的探讨」目录1.引言2.CO2多元醇及其应用3.可降解材料的重要性4.政策对可降解材料的影响5.个人观点和理解6.总结引言CO2多元醇作为一种可再生资源，因其在生产过程中可以吸收二氧化碳，具有巨大的潜力在可降解材料行业中发挥作用。

本文将从CO2多元醇的特性和应用、可降解材料的重要性、政策对材料的影响以及个人观点和理解等方面进行探讨。

CO2多元醇及其应用CO2多元醇是一种由二氧化碳和环氧丙烷合成的多元醇，具有良好的可降解性和再生性。

它可以用于制备可降解的聚合物材料，如生物基聚乳酸（PLA）、聚己内酯（PCL）等，这些材料在生产和使用过程中对环境的影响较小，符合可持续发展的理念。

CO2多元醇还可以用作溶剂、润滑剂等，广泛应用于医药、化工、材料等领域。

其应用的拓展不仅可以带动相关产业的发展，还有助于解决环境问题，具有重要意义。

可降解材料的重要性可降解材料具有在一定条件下被微生物降解、生物降解或化学降解的特性，是解决塑料污染问题的有效途径。

与传统塑料相比，可降解材料可以减少对环境的污染，缓解塑料废弃物带来的问题。

特别是在当前全球环境保护意识不断提高的背景下，可降解材料的重要性愈发凸显。

人们对材料的环境友好性和可持续性提出了更高的要求，可降解材料的市场需求持续增长。

政策对可降解材料的影响政策是推动可降解材料发展的关键。

各国纷纷出台相关政策，鼓励和支持可降解材料的研发、生产和应用。

欧盟在单次使用塑料禁令中规定，到2030年，所有在市场上销售的塑料制品必须是可重复利用的或易于回收的。

这为可降解材料的应用提供了广阔的空间。

在中国，政府也积极倡导“减塑”政策，推动可降解材料的替代。

对可降解材料的相关补贴政策和标准制定，也为产业发展提供了政策支持。

个人观点和理解在我看来，CO2多元醇可降解材料的发展前景广阔，但需要政策的引导和支持。

二氧化碳塑料--聚丙烯碳酸酯（PPC）树脂PPC 由环氧丙烷与二氧化碳或一氧化碳合成，PPC 比一般塑料少使用 50%的化石燃料，其潜在市场包括涂料、表面活性剂、软包装和纤维。

其含有 40%~50%质量分数的二氧化碳材料，而该材料与传统材料相比，具有更优良的性能。

使用 CO2为原材料制取聚合物，还需使用石油衍生物如环氧丙烷或环氧环己烷。

而新的聚合物--替代的R-环氧柠檬烷(LO)单体与 CO2的共聚体，称之为聚碳酸柠檬酯(PLC)，它有许多类似聚苯乙烯 (PS)的特性，同时具有可生物降解性。

R-环氧柠檬烷 (LO) 由自然界的环状单萜烯、柠檬烯 (1，8--萜二烯)得到，它存在于 300多种植物中。

柠檬果皮中高达 90～97％的油就含有 R-环氧柠檬烷 (LO)的对映体。

实验室试验表明，在搅拌式反应器中，液体R一环氧柠檬烷(LO)与 CO2在 D--二亚胺锌络合物催化剂存在下，在室温和 0．68MPa的 CO2压力下，可生成聚碳酸柠檬酯(PLC)，约反应 24小时，PLC生成转化率为15％。

虽然研究处于初步阶段，但对进一步的开发己引起兴趣。

中科院广州化学公司完成二氧化碳的共聚及其利用——二氧化碳高效合成为可降解塑料的研究，该项目的中试成果已转让给广州广重企业集团公司，共同进行二氧化碳可降解塑料 5000吨／年工业化试验。

该项目在催化剂方面，创新性地制备了具有自主知识产权的多种担载羧酸锌类催化剂。

该催化体系成本低、使用安全、制备简单，适合工业化规模生产应用。

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，突破了二氧化碳共聚物连续吹制成膜的技术。

该公司研发的二氧化碳制备聚氨酯(PU)泡沫塑料技术，通过了由国家环保部组织的鉴定。

二氧化碳合成可降解塑料二氧化碳合成可降解塑料二氧化碳合成可降解塑料一、环境友好材料及二氧化碳塑料产生的背景二、二氧化碳塑料的世界研发现状三、中国的发展现状及前瞻四、二氧化碳塑料的合成五、二氧化碳的后处理六、二氧化碳塑料与其他可降解塑料的比较七、二氧化碳塑料的应用难题八、市场分析二氧化碳合成可降解塑料环境友好高分子材料环境友好材料是指在原料采集、产品制造使用或再生循环利用以及废料处理等环节中对环境负荷最小的材料，具有资源和能源消耗少、对生态和环境污染小、再生利用率高的特点。

国内外在研发领域具有创新优势的可降解塑料―二氧化碳聚合物。

二氧化碳合成可降解塑料二氧化碳塑料的产生背景1、减少二氧化碳的要求目前全世界每年因燃烧化石燃料及水泥厂、炼油厂、发酵等生产过程产生的二氧化碳超过240亿吨，其中的150亿吨被植物吸收，每年净增90亿吨，由此导致大气中二氧化碳的浓度每年增加1ppm(1999年已达345ppm),造成了日益严重的温室效应。

而全球平均温度在过去的100年中已经上涨了0.5℃,如果温度升高5℃,汹涌的海浪将吞没全球所有海岸线上的城市，还会出现连续不断的全球性暴雨。

二氧化碳合成可降解塑料(2)减少白色污染并降低制备成本的需要在塑料得到广泛应用的同时，伴随塑料使用而来的“白色污染”也已经引起了世界各国的广泛重视，在医用和包装材料等许多领域已经有使用全降解塑料的迫切需求。

世界各国特别是西欧、美国、日本等发达国家，明令禁止使用一次性泡沫塑料包装物，欧共体在1991年还提出，到1997年全都停止使用非降解塑料包装物。

世界各国已经采取很多应对措施都有一定缺陷，二氧化碳合成可降解塑料如在普通泡沫塑料中添加光降解成分，但光降解不易完全，残留小碎片；又如对废泡沫塑料进行回收，费时费力，回收率也难保证：再如采用纸制品能在部分场合满足要求，但造纸过程又带来很大污染；采用可降解塑料是个方向，但往往成本过高，难以普遍应用。