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聚丙烯(PP)生产的生命周期评价及与生物基材料聚乳酸(PLA)的比较
专栏:行业新闻
发布日期:2021-04-22
阅读量:135
作者:生物降解材料研究院
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(相关研究论文以《聚丙烯原料生产的生命周期评价及与聚乳酸的比较》为题发表在《化纤与纺织技》2011年第2期)论文中PP生命周期评价主要考虑从原料的生产到制成可投入使用的PP 粒料这一过程。

由于生物基材料的迅速发展,人们为了探求这类新型材料的潜力以及证明其存在的价值,生命周期评价( LCA) 这一环境影响评估工具诞生出来,并成为了比较生物基聚合物、天然纤维复合物等新型材料与石油基聚合物相关产品的工具。经过近40 年的发展演变,如今LCA 的相关技术和方法也趋于成熟。ISO 为生命周期评价在ISO14000 系列环境管理标准中专门预留了10 个标准号( ISO14040—ISO14049) ,而现在仅使用了其中的五个标准号( ISO14040—ISO14044) ,分别对LCA 的定义和实行办法进行了标准化。

聚丙烯( PP) 由于具有产品密度小,生产成本低,化学稳定性好,无毒,易加工,较好的综合机械性能等多种优点,目前已在汽车工业、家用电器、电子、农业、建筑包装以及建材、家具等方面得到广泛应用,并且已成为五大通用塑料中发展速度最快的产品。

华南理工大学的解昊、刘海敏、丘秉焕、严玉蓉等对聚丙烯原料生产的生命周期作了评价并与聚乳酸( PLA) 的生命周期作了比较。相关研究论文以《聚丙烯原料生产的生命周期评价及与聚乳酸的比较》为题发表在《化纤与纺织技》2011年第2期)

论文中PP生命周期评价主要考虑从原料的生产到制成可投入使用的PP 粒料这一过程。研究的PP生产工艺为联碳公司的“Unipol”气相工艺,所有数据来自APME( Association of Plastics Manufactures in Europe)。LCA 研究的功能单位为生产1 kg 的PP 粒料,聚合工艺选择为两步法“Unipol”流化床气相聚合,范围确定为从原料( 石油、天然气) 生产到聚丙烯产品生产。能量输入部分包括生产消耗的电力和蒸汽产生的能量,输出部分主要为气体排放,包括硫氧化物、氮氧化物、二氧化碳和VOC( 挥发性有机化合物)。获得的数据如表1、表2所示。

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将研究PP生命周期评价获得的数据与已知的NatureworksPLA 相关数据进行比较,如图1~4 所示,功能单位都是1 kg 产品粒料。其中PLA1 是第一代聚乳酸生产工艺,PLA B/WP 是Natureworks开发的生物质风能聚乳酸生产工艺。

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图1  PLA1 与PLA B/WP 的能耗

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图2 PLA1 与PLA B/WP 的CO2当量排放


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图3 不可再生能源消耗

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图4 温室气体排放比较

对比发现,聚丙烯在传统石油材料中已经具有明显的能源优势较低的温室气体排放。1kg聚丙烯排放1.939kgCO2,1kg 聚乳酸排放1.77kgCO2

PP与其它传统石油基聚合物相比,消耗的化石能源很少,仍然具有很好的发展前景。聚丙烯生产工艺成熟,生产效率高,成本低,易回收,全球产量平均每年增长7% 以上,是增长最快的石油基聚合物。

超然的PP合成纸,采用聚丙烯PP和无机物填充作为主要原料,外加生物基聚乙烯生产。正在为中国碳中和的终极目标,贡献自己的一份力量。
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