2004年国外化工科技创新成果点滴（下）
章文
（上接第3期A14版）
聚合物生产技术花样翻新
PP一体化生产
日本先进科技研究院、三井化学公司和另外三家公司开发1种由
单体直接制造PP颗粒的技术。因为不需要制造PP压片的大型、高能
耗挤压机,总能耗预计可降低1/3,对于20万t/a的装置,CO2排放量
可减少1.5万t/a。预计该工艺将于2005年3月投用,板材、薄膜和
注射部件的生产费用预计可降低10～20日元/kg。
水发泡聚苯乙烯新工艺
现有的绝大多数EPS使用戊烷作为发泡剂,由于戊烷是VOC,对环
境有一定危害性。为此,诺瓦化学开发成功1种不需要挥发性有机化
合物(VOC)的可发性聚苯乙烯(EPS)生产工艺,这是世界上首例水发泡
聚苯乙烯(PS)微珠产品。该专有工艺将淀粉封装在PS壳体内,并用化
学键连接,淀粉吸收了微小水滴,从而成为更安全且环境友好的发泡
剂。这种水发泡PS微珠产品可以减少PS泡沫生产过程中VOC的排放,
改进泡沫生产效率,提高生产过程的安全和环保性能。该工艺将首先
在美国商业化,为约20万t/a的无VOC发泡制品市场提供更优秀的产
品。
新型聚酯技术
伊士曼化学开发出PET聚酯生产新技术——IntegRex。该技术将
对二甲苯至PET的生产过程组合在一起,生产装置的占地面积仅为常
规装置的一半,转化费用减少15%。此外,由于不使用固体成型单元即
可生产瓶用树脂,成型费用也降低30%。伊士曼将采用该技术在美国
哥伦比亚建设1套35万t/a PET装置,计划于2006年第四季度投产。
此外,伊士曼对哥伦比亚现有精对苯二甲酸(PTA)装置改造中也将部分
采用该技术。
以水为溶剂生产聚苯醚
日本Waseda大学应用化学系开发出1种以2,6-二甲基苯酚(DMP)
为原料,在水中聚合制备聚苯醚(PPO)的新方法。
通常PPO生产以铜-吡啶络合物为催化剂,在甲苯和苯溶剂中进
行。由于反应在氧气氛下进行,需要特殊防爆措施。新型DMP氧化聚
合工艺在NaOH水溶液和空气存在下进行,无需特殊防爆措施。根据所
用催化体系(如氰铁酸钾、N,N,N-四甲基乙烯二胺二氯化铜或二氧化
锰)和反应条件不同,50℃聚合时PPO的产率为20%～98%,产品分子量
及物理性质与传统工艺生产的PPO相同。而且,由于PPO不溶于水,可
以方便地从碱液中分离,碱液循环利用。新方法生产过程中也未见生
成4-(3,5-二甲基-4-羰基-2,5-环己二烯)-2,6-二甲基-2,5-环已二
烯酮副产物。
生物技术助推绿色化生产
1,4-丁二醇生物转化技术
1,4-丁二醇(BDO)生产方面的创新技术之一是生物转化技术,美国
一些研究机构已经联合开发出酶法工艺,将葡萄糖转化为丁二酸(琥珀
酸),再用适当催化剂将其转化为BDO。该工艺的特点是易于操作,成
本低廉，可达世界级规模(10万t/a)。
美国Argonne国家实验室、Oak Ridge国家实验室、西北太平
洋国家实验室和国家可再生能源实验室组成的集团已得到美国能源部
替代原料计划的支持,分别与应用碳化学公司(Applied
Carbochemicals)和Arkenol公司合作,旨在将该工艺推向工业化。
生物技术制取5-氨基乙酰丙酸
日本科斯莫石油开发出利用变异光合细菌Rhodebacter
Sphaeroides制取5-氨基乙酰丙酸(ALA)的新工艺。目前只有少量ALA
通过复杂的化学合成来生产,费用约为460美元/g,新的生物法合成路
线预计可将生产费用降低至1/10以下。
首先,研究人员利用N-甲基-N’-亚硝基-N-亚硝基胍使天然光合
细菌Rhodebacter Sphaeroides经过几代变异得到CR720变异菌;然
后避光条件下,在葡萄糖、甘氨酸和少量乙酰丙酸中发酵,1L培养液
中可产生10g ALA;最后用离子交换树脂脱除培养液中的金属离子,结
晶提纯得到产品ALA。
科斯莫石油公司已经在5t/a的装置上生产ALA。
新材料进入高新领域
塑料晶体管新材料
美国施乐公司开发出1种有机半导体材料,有望用于制造塑料晶
体管等新型电子器件。测试显示,这种新型聚合物材料的很多性能明
显优于现有类似聚合物材料。它不仅具有与硅材料相当的电学特性,
且在空气具有很高的稳定性,不会在有氧环境中下会很快降解。与硅
晶体管相比,塑料晶体管成本低廉,生产便捷,不需要昂贵制造设备和
高度洁净的真空环境。研究人员认为,这种材料可能首先用来为手机、
便携电脑等制造质轻、柔韧的新型塑料显示屏。
薄如纸张的有机显示器
飞利浦电子公司已制造出面积大、薄如纸的电子显示器样品,并
将开发出工业化的生产工艺。该显示器由活性基质、并五苯、有机电
子器件和嵌在聚酰亚胺塑料薄片中的反射性电子油墨组成,克服了在
玻璃上制作硅基电子器件的缺点,在玻璃上制作显示器不但价格贵,而
且因玻璃硬,制作困难。
该显示器的控制电路由1888个有机晶体管组成。有机晶体管可
以在室温下加工,大大低于成本硅电子器件,且可直接生长在塑料屏
上。新显示器的速度比现有有机电子器件要快10倍,可以满足视频应
用。
场致发光有机聚合物
LG化学公司在韩国建设世界规模级装置生产二种专用聚合物,用
于有机场致发光显示,该装置于2004年初建成。场致发光显示的性能
优于液晶显示(LCD),可应用于诸如手机和手提电脑等电子产品中。
LG化学旨在成为场致发光显示材料市场全球领先的生产商,计划
到2005年市场份额将超过全球场致发光有机材料市场的50%。该装
置投产后,有望完全满足韩国用户的需求,替代美国和日本进口产品,
使韩国成为全球LCD领先的生产国和场致发光有机显示材料第二位生
产国。
纳米新材料如雨后春笋
高阻隔性纳米工程塑料
韩国LG化学公司应用纳米技术成功开发出高阻隔性工程塑料—
—Hyperier。该材料对溶剂、水和气体均有很好的阻隔性能,已用于
食品、化妆品、农药和汽车燃料贮箱。应用纳米技术后,材料的阻隔
性能明显提高,从而克服了传统阻隔材料的一些缺陷,而且可塑性和耐
水性更好。
环氧树脂/碳纳米管增强材料
美国宾夕法尼亚大学将碳纳米管引入环氧树脂后制得的复合材料,
硬度增加3倍,室温下的热导率提高125%,从而使复合材料的性能得
到大大优化。
该复合材料由95%～99%的环氧树脂和1%～5%的碳纳米管混合而
成,碳纳米管在环氧树脂基体中分散良好。环氧树脂是碳纳米管增强
材料的非常具有吸引力的基体材料,易与很细的纤维混合,得到的复合
材料硬度更高、导热性更好,能够满足多种工业应用场合,前景非常不
错。
纳米粘土发泡材料
美国俄亥俄州立大学的最新研究发现,只要使用1%～2%的纳米粘
土就可以将发泡聚苯乙烯(EPS)的压缩模量提高25%。纳米粘土具有
两种作用,一是作为发泡聚苯乙烯的增强剂,另一个作用是作为成核
剂。
由于纳米粒子尺寸小,发泡材料的泡孔直径由原来的100μm降至
5～10μm,EPS的密度为0.47g/cm3左右,仅为聚苯乙烯的一半。此外,
使用纳米粘土和二氧化碳生产EPS,也不需使用价格昂贵、消耗臭氧
的氯氟烃发泡剂。
资源回收利用面向清洁生产
从废 PP和 PE中回收 BTX工艺
日本石川播磨重工业公司(IHI)开发出从含PE和PP的废塑料中
回收石油化学品的高效循环新工艺,在横滨工厂的1套1kg/h的装置
上进行的验证试验表明:1kg废PE和PP可回收600 g BTX,回收率约
为60%。
该技术以废 PE和PP塑料为原料,使用特殊催化剂将其转化成
苯、甲苯、二甲苯(BTX)以及氢气的混合物。该公司于2004年建成能
力为10kg/h的示范装置,并将于2005年在日本横滨进行为期1年的
示范运行,同时将进一步推进该技术的工业化进程。
从废PC回收双酚A工艺
日本Victor公司与日本先进工业技术研究院(AIST)和日本清洁
化中心合作,开发出从废弃光盘(如CD、CD-ROM、DVD等)中回收高纯
度双酚A的工艺。
新工艺在高压釜中进行,以置于环己酮中的碳酸钠为催化剂,在氮
气氛中,将聚碳酸酯在约200℃、2MPa条件下分解,经四步蒸馏后可得
到高纯度的双酚A产品。日本清洁化中心进行的模拟试验表明,双酚
A收率可达80%,纯度可达99.9%。Victor公司和AIST已经对粗双酚
A送至现有双酚A生产装置提纯单元加以利用的可行性进行了研究。
(全文完)