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      可持续聚氨酯生产面临的挑战和机遇

      2021-08-24

        目前有超过1,000种商业化的聚合物。然而,只有少数材料,如聚烯烃、聚氯乙烯、聚苯乙烯和聚酯,在数量上占据了主要市场份额。在这些材料中,聚氨酯(PU)一直是可持续性研究的目标。对可持续聚氨酯的研究及其随后的商业化背后有许多驱动因素。以ChemBizR在聚合物行业、终端用户市场和可持续产品方面的深厚经验,可以确定关键因素如下:

        在终端市场有大量需求存在

        通过其各种形式--刚性;柔性;涂料、胶粘剂、密封剂和弹性体(CASE);以及其他。聚氨酯在终端市场上根深蒂固。众所周知,一种材料越接近终端消费市场,对可持续性的兴趣就越大。消费者的环境意识影响着他们的消费模式,这加快了制造商向被认为比替代品更可持续和环保的原材料和工艺迁移的步伐。

      聚氨酯的强劲增长。

        根据ChemBizR的数据,聚氨酯在5700亿美元的美国聚合物市场中约占6%至8%的市场份额。尽管聚氨酯的产量与其他聚合物相比相对较低,但根据ChemBizR的预测,其大约7%的年增长率使聚氨酯成为一个有吸引力的投资项目,成为有可能被整个行业采用的可持续性选择。

        实现可持续性的多种途径

        聚氨酯的基本前体,即多元醇,可以通过回收或从可再生资源生产?;厥站郯滨ヒ曰竦枚嘣?,并将其与原生多元醇一起用于制造聚氨酯的方法,目前正在商业化。从可再生资源(如植物)中提取的多元醇也被大规模地用于制造聚氨酯泡沫和众多产品中的涂层。因此,两种选择的可用性导致了实现可持续性的双管齐下的战略。异氰酸酯方面进展缓慢,但随着对可再生苯胺的开发继续进行研究,预计进度将加快。

        可持续的聚氨酯已经有十年的商业化应用。然而,在过去的几年里,商业化的步伐已经大大加快。这里将从供应商和客户层面分析可持续性的现状。

         PU供应商

        全球聚氨酯供应商越来越多地采用生物基或回收的原材料。例如,科思创正在使用基于琥珀酸原料的聚酯多元醇,用于热塑性聚氨酯(TPU)和水基聚氨酯分散体(合成皮革应用)。巴斯夫正在努力实现循环性,通过回收床垫,以与原生树脂相当的质量回收原材料。它的工艺分解了柔性聚氨酯以获取多元醇。而陶氏的Renuva床垫回收项目通过化学回收将废弃的床垫泡沫重新转化为原始多元醇。

        PU客户

        建筑和施工:建筑业中聚氨酯的主要消费是在硬质泡沫绝缘材料中。然而,对生物基聚氨酯和其他可持续聚氨酯产品的需求主要是由涂料和胶粘剂的应用所驱动。PPG提供基于DSM开发的粘合剂的生物基建筑涂料。这些树脂来自于生物基聚氨酯和丙烯酸酯。

        汽车:福特公司声称已经将大豆基多元醇用于聚氨酯泡沫的座垫、椅背和头枕。沃尔沃在其汽车中使用有限的生物基材料。它曾尝试在汽车内饰中使用大豆基泡沫,如座椅;然而,它的主要重点是使用回收材料

        鞋类和运动:据报道,耐克公司在有限的鞋底中使用由路博润公司的子公司Merquinsa开发的生物TPU。这种生物TPU含有源自蓖麻的多元醇,与传统的石油基聚合物混合在一起。去年,阿迪达斯推出了其100%可回收的高性能跑鞋。每个部件都是由100%可回收的TPU制成。

        家电:主要由于家电精确的性能规格,生物基材料的应用相当缓慢。土耳其跨国家用电器制造商Areclik在2019年推出了一款 "生物冰箱",该冰箱使用了生物PU基绝缘材料。

        结论

        从客户到材料供应商、转换器和原始设备制造商,多种因素正在推动对可持续聚氨酯的需求。然而,性能要求、相对困难的可加工性、有限的原材料供应和高成本阻碍了需求的转化。为了应对这些挑战,主要的聚氨酯供应商和多家初创企业正在开发生物基或回收的聚氨酯原料替代品。随着可持续发展运动的兴起,这一趋势预计将在未来不同的应用领域进一步加强。


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