Eklenme Polimerizasyonunda Yenilenebilir Monomerlere Yönelik Geçiş

Plastik endüstrisi, çevresel ayak izi azaltmak için büyüyen baskı altında. Küresel plastik üretim yılda 400 milyon tonluk bir yanardağlar (VED) ile, jel bazlı yemlemeler için güven vericidir - örneğin pehtha ve doğal gaz - yüksek performanslı termoplastikler üretebilen bir işlemdir.

Yenilenebilir Monomerleri Addition Polimerizasyonda Anlamak

Yenilenebilir Monomerler Nedir?

Yenilenebilir monomerler düşük doz molekülleri, kordisyon, şekerli, lignocellolarik biyokütleler veya algler yağdıran nanomerler (ve) için doğrudan yedekler olarak hizmet eder (örneğin, laktik asitten kaynaklanan genetik olarak)

Eklem Polimerizasyon Odaklı Neden

Ek polimerizasyon (ayrıca zincirli polimerizasyon olarak da bilinir), polietilen, polinitler, polinöpücükler ve polivinil klorür gibi termoplastik ürünler üretmek için baskın yöntemdir. Bu yaklaşım, tüm plastiklerin yaklaşık% 70-80'ini küresel olarak üretilen mikropler üzerine odaklanırken, birçok yenilenebilir monomerin fosil komplikeli genetik özellikleri ve aynı zamanda aynı zamanda genetik uyumlulukları veya benzeri olmayan girişleri tekrarlayabilir.

Yenilenebilir Monomer'in Anahtar Avantajları - Temel Plastikler

Çevre ve İklim Faydaları

Yenilenebilir monomerlerin en acil yararı, sera gazı emisyonlarının azalmasıdır. Biyokütleler yemi kullanıldığında, fotosentez sırasında bitkiler tarafından yakalanan karbon, yenilenebilir enerjiler tarafından daha önce açıklanan, bazı yenilenebilir monomerler, biyo bazlı polinotik asit (PLA) sürekli olarak organik olarak yeniden formüle edilebilirlik koşulları ve fosil yakıtların yüksek oranda azaltılabilirliğini sağlar.

Ekonomik ve Stratejik Avantajlar

Fosil yakıtlara göre plastik üreticileri uçucu ham petrol ve doğal gaz fiyatlarına maruz bırakıyor. Yenilenebilir yemstocks, genellikle tarım kalıntıları veya özel enerji ürünlerinden elde edilen ürünler, daha istikrarlı ve bölgesel tedarik üssü sunuyor.Bu, yenilenebilir monomerleri entegre eden markalara karşı dirençli bir zincir kazandırıyor [Düzükler 1 ve geo-politik risk. ayrıca, AB'nin tek kullanımlık plastik kaplamaları, otomotiv ürünleri ve paketleme şirketleri, yüksek çözünürlükte, biyo-politikalar arasında artan fiyat hedefleri sunuyor.

Performans Potansiyeli ve Tailoring

Erken yenilenebilir polimerler bazen düşük termal veya mekanik özelliklerden muzdariptir (örneğin, PLA'nın düşük cam geçiş sıcaklığı). Bununla birlikte, son gelişmeler bu boşluğu kapattı ve monomerik tasarım bu boşluğu kapatabilir. Yenilenebilir monomerler - veya diğerleriyle birlikte - biyo-yaratıcı polioller içeren özel bir malzemeler, örneğin, sertleştirilmiş polimerler ve betonarme profilleri ile karşılaştırılabilir.

Genişleme Kabul Etmeye Yönelik Eleştirel Meydanlar

Feedstock Availability and Land Use Competition

Mevcut fosil monomer talebinin bir kısmını bile çıkarmak için yeterli biyokütleler gıda vs. yakıt ve toprak kullanımı değişikliği konusunda endişeler yaratıyor. İlk nesil yemstocks (köpek, şekercane, soya) yemek üretimi ile kullanılabilir arazi, su ve gübre için rekabet. ikinci nesil jenerasyon lignocelloin (agricultural kalıntıları, ormancılık atıkları, enerji çimleri) Bu sorunu azaltıyor, koleksiyonlarını, pretedavileri azaltıyor ve dönüşüm daha karmaşık ve sermaye yoğun.

Maliyet ve Scalability

İlerlemeye rağmen, birçok yenilenebilir monomerler fosil eşdeğerlerinden daha pahalı kalıyorlar -% 1.5 ila 4 kat daha yüksek, monomer ve bölgeye bağlı olarak. Bu maliyet primi kısmen daha küçük üretim hacimleri ve daha az olgun tedarik zincirleri nedeniyle. Üst kat önemli bir sermaye yatırımı gerektirir: şekersiz bir tanol maliyetinden yaklaşık 20-30 daha fazla.

Emlak Eşleşme ve End-of-Life Thinkations

Tüm yenilenebilir monomerler fosil bazlı yöntemlere aynı özellikleri ile polimerler üretmiyor. Bazı biyo bazlı alternatifler düşük termal istikrar (örneğin, yenilenebilir bir monomerinconik asit), daha hızlı hidroli bozulma (örneğin, PLA), veya mevcut işleme yardımı ile sınırlı uyumluluk genellikle gerekli, mekanik geri dönüşümlere ve betona dayalı betonarme olanaklarını gerektiren ve betona bağlı olarak, tüm yaşam döngüsüne bağlı olarak - atık yönetimi. Biodegradability dahil olmak üzere, geri dönüşüm akışları ile ilgili dezavantajlar olabilir.

Prominent Yenilenebilir Monomerler ve onların Polimerizasyon Yolları

Lactic Acid ve Polylactic Acid (PLA)

Laktik asit, şekerlerin bakteri fermentasyonları (özellikle mısır veya şekerkandan) üretilen, ek polimerizasyon için en ticari başarılı yenilenebilir monomerdir. Monoklinli (II) 2 zincir-growont veya diğer organolektik asit ilk olarak, ısıtılmış betonlar için yüksek çözünürlükte ısıtılır.

BioBased Ethylene ve Poliklin (Bio-PE)

Biyokimya, şekerli, şekerli veya hücreli yemlemeler tarafından üretilir. Monozenfeksiyonu (LLDPE), ve düşük çözünürlükte polinojenin üretimini kullanarak, aynı Ziegler.Al-tabiya temelli yüksek derecede yüksek dereceden, nanoparçacıklı bir şekerlemeli (HDPE)[DPE)[Bİ) bir biyo-parçacıklı çikolatalı çikolatalı şekerlemeli yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte bir biyo-parçakırıklama sistemidir.

Succinic Acid for Polyesters and Poliüretans

Succinic asit (ayrıca amaane asit) C4 dicarboxylic asit, şekerlerin inşaatçık susifi ile üretimine ek olarak, polibutne suktoksitler (örneğin, polibutne) veya sperformaller için ek olarak, eksperformasyon polimerizasyonu ile birlikte üretilen bir mikroboksit asittir.

Itaconic Acid – A Versatile Bio-Based Monomer

Buakonik asit, şeker kullanımı için kullanılabilir olan reaktif bir vinil grubu tarafından üretilmektedir:0)Aspergillus terreus). Yapısal olarak bir mpibutane asit, itaconic asit işlevselliğini tanıtmak için reaktif bir vinil grubu içerir.

Catiyaliz ve Green Chemistry'nin Rolü

Catalyst Tasarımda İleriler

Catized, yenilenebilir monomerleri verimli ek polimerizasyona bağlar. Geleneksel katalizörler (örneğin, düşük enerjili polimerizasyon, metal taşıyıcılar için metaller (profeksiyonlar) genellikle kutuplu fonksiyonel gruplarla (hidrojenler, kar-hidrojenler) başa çıkma koşulları ile ilgili olarak, yüksek çözünürlükte bulunan ve en yüksek çözünürlükte olan polimerlerin yüksek çözünürlükte kullanılmasını gerektirir.

Yaşam Döngüsü Değerlendirme (LCA) Perspektifleri

Yenilenebilir monomerlerin sürdürülebilirliği konusunda herhangi bir iddia, titiz LCA'da zemine yer almalıdır.Geçmiş bir LCA hesabı, ulaşım, monomer sentez, polimerizasyon, kullanım aşaması ve son derece yaşam yönetimi (recycling, incineration, kompresyon, kompresyon) LCA'nın kullanımı için önemli ölçüde değişir.

Future Path and Market Outlook

Geometrik Ekonomi Entegrasyonu

Yenilenebilir monomerler için uzun vadeli vizyon, fosil karbonu yerine getirmenin ötesine geçer. İdeal olarak, yenilenebilir monomerlerden yapılan plastikler zaten ticari olarak geri dönüştürülmelidir (mekanik ve kimyasal) veya endüstriyel kompostlama, karbon döngüsünün kapatılması.)Chemical geri dönüşüm), hidro-enerji ile ilgili olarak üretilen betonun entegrasyonu, biyo-enerjik bir dengenin ve benzeri bir atıkların biyo-parçacıklılaştırılması için kullanılan bir yöntem olarak geliştirilecektir.

Politika ve Düzenleme Sürücüler

Hükümet teşvikleri, yenilenebilir monomer üretimi için güçlü bir avantajdır. Karbon vergileri, yeşil kamu alımı ve zorunlu yenilenebilir içerik gereksinimleri tüm ekonomik oyun alanını biyo temelli malzemelere doğru eğimli olarak teşvik eder. Amerika Birleşik Devletleri'nde, BioPrend Plastik Atık Yönetimi Lisanslamalı Biyo-malzemeler içeriğine sahip ürünleri tasarlarken, Avrupa'nın Single-tarafları, bu tür yenilenebilir plastik kullanım standartlarının özelleştirilmesi gibi bazı standartların kısıtlayıcı olmasını sağlar.

Araştırma Frontiers

Devam eden araştırmalar, yenilenebilir monomerlerin elde edebileceği sınırları zorluyor. Anahtar alanlar şunları içerir:

  • [FONT=0)Direct biosynthesis[[DÜT:1), yarı-yobakadiene'den gelen retin foto-prodüksiyonu.
  • [FONT:0]Copolimer tasarımı[Döneticileri kullanarak, blok kopolimerlerin ve termoplastik elastomerlerin yenilenebilir bina bloklarından elde edilen özelliklerini taklit etmek için seri kontrollü polimerizasyon kullanır.
  • [FONT:0)Kendi kendine özgü ve akıllı polimerler[Dönetici:0) Biyo bazlı monomerlerden elde edilenler, örneğin poli(itaconic asit) Hidrogels ile pH-ponsif davranışlar.
  • [FONT=0)Process intensification[[Dönetici] Sürekli akış reaktörleri ve mikrodalga destekli polimerizasyonunu daha düşük enerji kullanımı için ve monomerto-polimer verimini artırmak için kullanır.

Bu yenilikler, biyokütlelerin maliyetleriyle bir araya gelen (özellikle tarım kalıntıları ve orman atıkları) yenilenebilir monomerlerin, 2035'ten yaklaşık% 2'ye kadar küresel tekel pazarın% 15-20'sini yakalayabileceğini öne sürüyor.

Sonuç: Sürdürülebilir Plastikler Yolu Ahead

Ek polimerizasyonda yenilenebilir monomerlerin kullanımı, daha düşük karbon ayak izi ile teknik olarak uygulanabilir ve ekonomik olarak umut verici bir rota sunmaktadır.Enjektif plastikten biyo-projektifli beton ve toparçalı asit, büyüyen biyokütle bina bloklarının büyüme portföyleri ile işlenebilir ve ekonomik olarak artan bir şekilde üretim altyapısıyla ilgili olarak, finansal kaynakların azaltılmasına yardımcı olur.