為實現高效、可持續的資源利用,萬華化學基于生物基一體化平臺進行深入研究,推出了一款100%生物基原料制造的TPU產品,為多元行業又增添一可持續的材料解決方案。
據悉,萬華化學100%生物基TPU產品使用由玉米秸稈制得的生物基PDI,添加劑如米糠蠟也均來自非食物鏈玉米、篦麻等可再生資源。
憑借資源節約、原料可再生等優勢可最大程度上減少終端消費品的碳排放,這也是萬華化學生物基研發之旅中向前邁進的一大步。
據介紹,該款產品還以優異的高強度、高韌性、耐油、抗黃變等性能,不斷為鞋服、薄膜、消費電子、食品接觸等領域的綠色轉型賦能。
在碳中和、可持續發展的趨勢背景下,生物基材料產業及市場正在快速發展。而TPU作為常見的一種熱塑性彈性體,其生物基發展進程自然也不甘落后,多家TPU生產商都已推出相關產品。
生物基材料的定義及市場
生物基材料是利用谷物、豆科、秸稈、竹木粉、玉米、木薯、小麥、馬鈴薯、纖維素、棕櫚油等可再生物質為原料制造的新型材料和化學品,主要包括生物基化工原料、生物基塑料、生物基纖維、生物基橡膠等。
生物基TPU就是生物基材料大家庭的一員,相較于傳統石化TPU,它具有碳減排、原料可持續再生、綠色生產、資源節約等優勢。
全球各個國家地區都對生物基材料發展有明確的規劃:
據美國《生物質技術路線圖》規劃,2030年生物基化學品將替代25%有機化學品和20%的石油燃料
據歐盟《工業生物技術遠景規劃》規劃,2030年生物基原料將替代6%-12%化工原料、30%-60%精細化學品
我國規劃未來現代生物制造產業產值超1萬億元,生物基產品在全部化學品產量中的比重達到25%
據經濟合作暨發展組織 (Organization for Economic Co-operation and Development, OECD)預測,未來十年至少有20%(約8000億美元)的石化產品可由生物基產品替代,而目前替代率不到5%,存在巨大的市場缺口。
請注意生物基材料不一定可生物降解。
生物基材料和生物降解材料雖然有交叉重疊的地方,但本質上的區別是,生物基材料更加強調來源低碳、環保可持續,它不一定能生物降解,如生物基PE、生物基PA;而生物降解材料更傾向于廢棄后對環境友好,它也可以用石化來源的單體進行聚合,如PBAT。
生物基TPU的制備、性能及應用
TPU是一種由二異氰酸酯和多元醇、擴鏈劑共聚而成的嵌段共聚物,既然生物基材料是強調原料可持續,那么生物基TPU的制備就比較容易理解,常見方法就是在聚合過程中引入生物基單體或中間體,比如生物基聚四氫呋喃、丁二醇、丙二醇、MDI等等。
TPU具有高模量、高強度、高伸長和高彈性、優良的耐磨、耐油、耐低溫、耐老化性能,其中拉伸強度高、伸長率大,長期壓縮永久變形率低等都是它的顯著優點。
據了解,目前各大廠商推出的生物基TPU在性能上已經能做到傳統石化TPU不相上下,區別主要在于生物基含量的高低,一般在30~40%,萬華化學此次做到100%可以說是一個非常重大的突破。
作為綜合性能優良的熱塑性彈性體,TPU的下游產品方向非常廣泛,比如電子電器、體育用品、醫療制品、日用品、玩具、裝飾材料等等。
所以,性能上跟傳統石化TPU不相上下的生物基TPU,同樣有著廣泛的應用,比如鞋類、皮革制品、汽車和工程、化妝品和個人護理、醫療、包裝、體育用品、玩具及小工具等等。
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