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                                              可持續聚氨酯生產面臨的挑戰和機遇

                                              2021-08-24

                                                目前有超過1,000種商業化的聚合物。然而,只有少數材料,如聚烯烴、聚氯乙烯、聚苯乙烯和聚酯,在數量上占據了主要市場份額。在這些材料中,聚氨酯(PU)一直是可持續性研究的目標。對可持續聚氨酯的研究及其隨后的商業化背后有許多驅動因素。以ChemBizR在聚合物行業、終端用戶市場和可持續產品方面的深厚經驗,可以確定關鍵因素如下:

                                                在終端市場有大量需求存在

                                                通過其各種形式--剛性;柔性;涂料、膠粘劑、密封劑和彈性體(CASE);以及其他。聚氨酯在終端市場上根深蒂固。眾所周知,一種材料越接近終端消費市場,對可持續性的興趣就越大。消費者的環境意識影響著他們的消費模式,這加快了制造商向被認為比替代品更可持續和環保的原材料和工藝遷移的步伐。

                                              聚氨酯的強勁增長。

                                                根據ChemBizR的數據,聚氨酯在5700億美元的美國聚合物市場中約占6%至8%的市場份額。盡管聚氨酯的產量與其他聚合物相比相對較低,但根據ChemBizR的預測,其大約7%的年增長率使聚氨酯成為一個有吸引力的投資項目,成為有可能被整個行業采用的可持續性選擇。

                                                實現可持續性的多種途徑

                                                聚氨酯的基本前體,即多元醇,可以通過回收或從可再生資源生產?;厥站郯滨ヒ垣@得多元醇,并將其與原生多元醇一起用于制造聚氨酯的方法,目前正在商業化。從可再生資源(如植物)中提取的多元醇也被大規模地用于制造聚氨酯泡沫和眾多產品中的涂層。因此,兩種選擇的可用性導致了實現可持續性的雙管齊下的戰略。異氰酸酯方面進展緩慢,但隨著對可再生苯胺的開發繼續進行研究,預計進度將加快。

                                                可持續的聚氨酯已經有十年的商業化應用。然而,在過去的幾年里,商業化的步伐已經大大加快。這里將從供應商和客戶層面分析可持續性的現狀。

                                                 PU供應商

                                                全球聚氨酯供應商越來越多地采用生物基或回收的原材料。例如,科思創正在使用基于琥珀酸原料的聚酯多元醇,用于熱塑性聚氨酯(TPU)和水基聚氨酯分散體(合成皮革應用)。巴斯夫正在努力實現循環性,通過回收床墊,以與原生樹脂相當的質量回收原材料。它的工藝分解了柔性聚氨酯以獲取多元醇。而陶氏的Renuva床墊回收項目通過化學回收將廢棄的床墊泡沫重新轉化為原始多元醇。

                                                PU客戶

                                                建筑和施工:建筑業中聚氨酯的主要消費是在硬質泡沫絕緣材料中。然而,對生物基聚氨酯和其他可持續聚氨酯產品的需求主要是由涂料和膠粘劑的應用所驅動。PPG提供基于DSM開發的粘合劑的生物基建筑涂料。這些樹脂來自于生物基聚氨酯和丙烯酸酯。

                                                汽車:福特公司聲稱已經將大豆基多元醇用于聚氨酯泡沫的座墊、椅背和頭枕。沃爾沃在其汽車中使用有限的生物基材料。它曾嘗試在汽車內飾中使用大豆基泡沫,如座椅;然而,它的主要重點是使用回收材料

                                                鞋類和運動:據報道,耐克公司在有限的鞋底中使用由路博潤公司的子公司Merquinsa開發的生物TPU。這種生物TPU含有源自蓖麻的多元醇,與傳統的石油基聚合物混合在一起。去年,阿迪達斯推出了其100%可回收的高性能跑鞋。每個部件都是由100%可回收的TPU制成。

                                                家電:主要由于家電精確的性能規格,生物基材料的應用相當緩慢。土耳其跨國家用電器制造商Areclik在2019年推出了一款 "生物冰箱",該冰箱使用了生物PU基絕緣材料。

                                                結論

                                                從客戶到材料供應商、轉換器和原始設備制造商,多種因素正在推動對可持續聚氨酯的需求。然而,性能要求、相對困難的可加工性、有限的原材料供應和高成本阻礙了需求的轉化。為了應對這些挑戰,主要的聚氨酯供應商和多家初創企業正在開發生物基或回收的聚氨酯原料替代品。隨著可持續發展運動的興起,這一趨勢預計將在未來不同的應用領域進一步加強。


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