摘要

  • 將塑料確立為可再生資源的關鍵一步是增加來自生物質和回收材料的塑料的份額,而不是傳統的石油衍生塑料
  • 生物質塑料是由生物質(植物和其他可重複使用的有機資源)成分製成的塑料。近年來,環境方面的考慮對這些材料產生了極高的社會需求。
  • 纖維素納米纖維(CNFs)是寬度為3-100 nm、長度小於100 μm的纖維,通過分離植物的主要成分纖維素的纖維獲得。 CNF 具有多種優良特性,包括重量輕、強度高;此外,作為可再生資源,它們是可生物降解和可回收的,並具有其他類似的優勢。
  • 旭化成正在開發各種使用生物質衍生成分的工程塑料,並致力於實現 ISCC PLUS 國際認證的合規性。我們還致力於通過將高耐熱性纖維素納米纖維與各種工程塑料相結合來開發輕質材料。

解決方案

將塑料確立為可再生資源的步驟

將塑料確立為可再生資源的關鍵一步是增加源自生物質(植物和其他可重複使用的有機資源)和回收材料*的塑料份額,而不是傳統的石油衍生塑料。

在本頁中,我們介紹了近年來作為特別有吸引力的候選者出現的兩類可持續材料:生物質塑料和 CNF。

*從回收材料中提取的塑料在第 5 頁有更詳細的討論。回收材料。

生物質塑料

■ 什麼是生物質塑料?

生物質塑料由生物質(植物和其他可再生有機資源)成分製成。

■ 生物質塑料的社會需求不斷增長

建立循環經濟的一個關鍵步驟將是迅速增加所有源自生物質(植物和其他可再生資源)和回收材料的塑料的份額,而不是傳統的石油衍生塑料。
日本政府於 2019 年 5 月提出的塑料材料循環戰略之一是用可再生資源製成的生物質塑料等材料取代目前用於生產塑料包裝、塑料包裝紙和其他塑料製品的原材料。為了鼓勵和加速這一轉變,日本還設定了一個具體的數字目標:到 2030 年使用盡可能多的生物質塑料——200 萬噸。

*資料來源:日本環境省,生物塑料路線圖簡介:為了塑料的可持續利用

纖維素納米纖維 (CNF)

■ 什麼是纖維素納米纖維(CNF)?

纖維素納米纖維(CNFs),也稱為微纖化纖維素或纖維素納米原纖維,是通過分離植物的主要成分纖維素的纖維獲得的寬度為3-100 nm和長度小於100 μm的纖維。植物來源的 CNF 通常由木材製成,但也可以從草、海藻、竹子或其他原料中獲得。

■ 纖維素納米纖維 (CNF) 的主要特性

CNF 具有多種優良特性,包括重量輕、強度高;此外,它們的纖維素生產確保了 CNF 是可生物降解的可再生資源,並具有其他優勢。

 

CNF 作為複合樹脂的添加劑引起了人們的極大關注——在這一應用中,CNF 的高度可回收性成為優於傳統用於提高樹脂產品強度的玻璃纖維的主要優勢。

旭化成的推薦方案(一)

使用生物質衍生成分的工程塑料

為減少溫室氣體排放和減少石油資源的使用,旭化成積極開發使用生物質衍生成分的工程塑料。

通過質量平衡方法使用生物質衍生成分的樹脂材料(ISCC PLUS 認證)

旭化成正在開發XYRON™改質 PPE 和TENAC™ POM 樹脂的牌號,這些樹脂透過質量平衡方法使用生物質衍生成分 (*1)。這些材料已獲得 ISCC PLUS (*2)(永續產品國際認證計劃)的認證。

使用生物質衍生原料的 PPE

我們的XYRON™改性 PPE 樹脂已獲得 ISCC PLUS 認證,作為 PPE 材料,其成分包括通過質量平衡方法從生物質中提取的甲醇/苯酚。
由於經過生物質認證的PPE 樹脂保留了與傳統石油基PPE 樹脂相同的性能(包括耐熱性、阻燃性、重量輕、電絕緣性、尺寸穩定性和低吸水性),因此它們可以幫助實現可持續發展廣泛的應用領域。

 

我們也開發將 PPE 與再生樹脂結合的再生XYRON™牌號,與客戶合作設計回收方案,並採取各種其他措施來協助建立永續的未來社會。

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採用生物質原料的TENAC™ POM樹脂

透過獲得ISCC PLUS認證,我們可以使用透過品質平衡法指定的可持續原材料來生產和銷售POM樹脂。
透過應用質量平衡方法,我們能夠支持世界各地的客戶努力實現可持續發展,同時保持 POM 樹脂的優異性能(摩擦磨損性能、強度和剛性、耐油和有機溶劑等) 。

(*1)ISCC(國際可持續發展和碳認證)是一個國際認證體系,為廢料和殘餘原料、非生物可再生能源和回收碳材料和燃料的實施和認證提供解決方案。 ISCC PLUS 是一個認證體系,主要涵蓋在歐盟以外生產並在全球範圍內供應的生物基碳材料,並管理和確保供應鏈中的可持續原材料。

(*2) 在生產過程中混合使用可持續原材料和化石燃料衍生原材料的情況下,可持續原材料部分根據 ISCC PLUS 系統文件及其公認的管理方法分配給某些產品。

植物源聚醯胺 (PA) 610 LEONA™ BG 系列

聚醯胺 (PA) 610 是一種生物質塑膠,具有 60% 的植物來源聚合物含量。旭化成LEONA™系列PA產品的主要等級基於PA66,PA66由兩種原料製成:己二胺和己二酸。PA610也由兩種原料製成:己二胺和癸二酸。癸二酸來源於蓖麻油,蓖麻油是一種從蓖麻植物中獲得的植物油。因此,PA610是一種生物質聚醯胺,其聚合物含量為60%來自植物。與PA66相比,PA610含有更長的分子鏈,並具有兩個關鍵特性:

 

1.吸水率低,尺寸穩定性好。 2. 更高的耐化學性和耐氯化鈣性
這些特性使 PA610 非常適合應用於各種組件,包括汽車散熱器水箱、各種類型的泵、傳感器和電池組件。

使用生物質中間體製造的聚醯胺66的商業化試驗

旭化成目前使用化石燃料衍生的 HMD 作為中間體來製造 LEONA™ 聚酰胺 66(也稱為尼龍 66),這是一種具有出色耐熱性和剛性的工程塑料。

 

隨著世界朝著碳中和,人們越來越關注減少化石燃料衍生化學產品溫室氣體排放的解決方案。與 Genomatica 的戰略聯盟為旭化成提供了獲取早期生物 HMD 的優先權,以評估作為聚酰胺 66 原料的可能性,從而使旭化成能夠加速使用生物質衍生中間體製造聚酰胺 66 的試驗。 Genomatica 在使用生物技術將各種化學產品的製造技術商業化方面擁有良好的記錄。通過將這種生物 HMD 與自己的聚酰胺 66 聚合技術結合使用,旭化成旨在支持其率先將更具可持續性的聚酰胺 66 推向市場的目標,該聚酰胺 66 使用生物質衍生的中間體製成,用於塑料部件的汽車和電子應用以及工業纖維。

旭化成的推薦方案(二)

CNF 增強熱塑性樹脂

CNF 增強熱塑性塑料是將旭化成的高耐熱性纖維素納米纖維 (CNF) 與各種類型的工程塑料(例如聚酰胺 (PA) 和聚縮醛 (POM))相結合的複合產品,可生產出具有出色再研磨性的輕質材料。

旭化成的 CNF 的主要特徵

旭化成開發的 CNF 是含有棉絨成分的生物質纖維,通過複雜的技術將其微型化至納米級。

 

如右圖所示,Asahi Kasei 的 CNF 可以作為生物質填料增強樹脂,其耐熱性高於傳統 CNF。這些材料具有良好的回收特性——它們可以回收用作同一產品的成分——並且具有低比重 (1.5 g/cm3)。這些材料的其他優越性能包括高彈性、低線性膨脹係數、低摩擦係數、低磨損和高氣體阻隔強度。

旭化成分散 CNF 技術

由於 CNF 具有極強的親水性,因此當它們混合到樹脂中時往往會結塊。這通常會阻止 CNF 充分發揮其作為增強添加劑的潛力。

 

旭化成正在開發在各種樹脂中納米分散 CNF 的技術,確保從 CNF 生產到 CNF 複合材料的單一、一致的製造過程。

CNF 增強熱塑性樹脂
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