亚洲首个生物基MDI!看跨国化企是如何减少碳足迹的?

材料前沿洞悉 2023-10-17
3852 字丨阅读本文需 9 分钟

近日,巴斯夫宣布,其在韩国丽水的工厂成功生产出首个生物质平衡(BMB)亚甲基二苯基二异氰酸酯(MDI)。

MDI是聚氨酯生产的关键成分,广泛应用于汽车、建筑、电子等行业。从传统的生产角度出发,MDI是由化石原料生产的。

随着全球对可持续解决方案的需求不断增加,巴斯夫开发出由生物质平衡苯制成的生物质平衡MDI。在生产链的起始端,使用可再生的原材料,再通过质量平衡法将相应份额的可再生原料应用于MDI。

丽水工厂巴斯夫在亚洲的第一个MDI生产基地,未来生产的生物质平衡MDI将供应给亚太地区的客户,进一步支持巴斯夫提供可持续解决方案的目标,以满足该地区客户不断增长的需求。

3月27日,巴斯夫位于韩国温山与丽水基地获得在亚太地区首个ISCC+认证。该认证的获得,证明巴斯夫亚洲基地有能力提供生物质平衡产品(BMB)和化学循环(ChemCycling®)产品,并保持产品性能与目前从韩国供应的产品等级相同,但碳排放量更低。

随着监管压力加大,跨国化企正更加关注原材料的碳足迹。根据国际上应用最为广泛的温室气体核算体系,企业的碳排放分为三个范围:

范围一:企业拥有的排放源产生的直接排放。

范围二:企业外购电力、热力和蒸汽用于生产而产生的间接排放。

范围三:其他间接排放,包括了该企业上下游产业链所产生的排放总和(如:生产用原材料及运输阶段的碳排放,到达使用年限固体产品的回收处理等)

在化工产业链中,通常约1/3的碳排放与化工企业的生产运营直接相关,也就是“范围一”和“范围二”的排放,但仍有超过60%的碳排放属于“范围三”排放。这意味着在减排方面依然存在巨大的可提升空间。化工企业正使尽浑身解数,力图减少原材料的碳足迹。

用生物基原料替代化石原料,可以显著减少最终产品的碳足迹。在此整理了最新推出的、领先的生物基原材料产品,希望能给大家带来初步的了解。

01

科思创:推出经ISCC认证的生物基MDI及TDI产品

科思创宣布推出了通过ISCC认证的生物基MDI和生物基TDI产品。

科思创与华峰集团签订了其在亚太区的首份经ISCC PLUS认证的基于质量平衡方法、含部分生物质原料份额的低碳足迹MDI商业订单。MDI广泛应用于鞋服、纺织和汽车内饰等领域,也用于生产聚氨酯硬泡,作为高效保温隔热材料应用于冷藏设备和建筑行业。

02

万华化学开发出全球首款100%生物基TPU材料

万华化学100%生物基TPU产品使用由玉米秸秆制得的生物基PDI,添加剂如米糠蜡也均来自非食物链玉米、篦麻等可再生资源。凭借资源节约、原料可再生等优势可最大程度上减少终端消费品的碳排放。该款产品还以优异的高强度、高韧性、耐油、抗黄变等性能,不断为鞋服、薄膜、消费电子、食品接触等领域的绿色转型赋能。

此外,万华化学还拥有多款生物基TPU产品。2021年,万华化学生物基TPU产品WHT-ECO13595获颁UL绿色环境声明验证证书,这是业内首个获得UL认证的生物基TPU产品。WHT-ECO13595以生物质材料为原料,其生物基含量可高达40%。与传统的TPU相比,在不牺牲任何综合性能的前提下,具有环境友好、原料可再生、低碳环保等特性。据统计,每使用一吨生物基TPU,可以减少20%-40%的碳排放,对双碳目标的实现贡献显著。

03

盛禧奥推出APILON™ 52 BIO生物基TPU

盛禧奥的APILON™ 52 BIO等级产品是热塑性聚氨酯弹性体(TPU),含有来自可再生来源的原料,具有与传统化石原料TPU相同的性能。

APILON™ 52 BIO材料系列包括柔性和硬质等级(酯基、醚基和混合酯-醚基)。盛禧奥还提供特种触觉化合物,赋予产品类似橡胶和哑光特性。通过减少温室气体(如二氧化碳)排放,为后代节约化石资源,这些生物基生物塑料具有显著的环境效益。

04

科思创:不含转基因的部分生物基TPU中底用于登山靴

科思创与德国户外装备和鞋履制造商VAUDE合作,为其新款Lavik Eco户外越野鞋打造了一种生物基发泡中底。科思创为耐用的Desmopan® EC TPU发泡采购了非转基因原材料,符合品牌的Green Shape标准,同时不牺牲性能。

使用来自Metabolic Explorer的非转基因原材料,Desmopan® EC 33000系列中的所有生物基原料现在都来自非转基因材料流。这为VAUDE中底组件提供了相同的特征,具有53%的生物基塑料发泡混合物。

对于中底及其他应用,Desmopan® EC系列生物基TPU在极宽的温度范围内表现出强大的耐磨性和柔韧性,以及一系列硬度等级下的高弹性。该系列提供防水牌号、出色的耐油、耐油脂和耐溶剂特性,并能很好地抵御风化和高能辐射。与石油基TPU 相比,EC系列可以在不影响质量或性能的前提下减少20%以上的碳足迹。

05

朗盛推出生物基聚氨酯预聚体系列Adiprene Green

朗盛开发出全新MDI聚醚型聚氨酯预聚体,该系列产品富含可再生的生物基原材料,以Adiprene Green为品牌名销售。

开发Adiprene Green系列产品的总体目标是通过生物基预聚体帮助聚氨酯加工商减少制品的碳足迹。相比传统石油基聚醚型预聚体,Adiprene Green系列采用淀粉基聚醚多元醇原料,能显著减少20%~30%的CO2排放(因聚氨酯具体体系而异)。基于聚氨酯弹性体的不同目标硬度,生物基原材料的使用比例可高达30%至90%。

06

海珥玛:国内最大的植物油多元醇生产工厂

海珥玛是国内最大的植物油多元醇生产厂商,其植物油多元醇全部采用大豆油来生产。

聚氨酯硬泡领域:硬泡行业最常使用的发泡剂有正戊烷、环戊烷等,海珥玛的植物油多元醇与这些发泡剂的相容性好。客户还可以用环氧大豆油替代部分的环氧丙烷(PO),大幅降低PO的用量,减少对PO的依赖。此外,最终的硬泡制品泡沫细腻,导热系数低,拥有更出色的韧性。硬泡聚醚中可以添加30%-50%的植物油多元醇,与传统聚醚的性能形成很好的互补。

聚氨酯软泡领域:聚氨酯软泡企业使用植物油多元醇,开拓出了一种全新的品类“亲水棉”(零度棉)。这种海绵柔软亲肤,当它用于枕头或床垫时,可以给人体带来最完全、最舒适的承托,达到零压状态。

07

SK化学公司开始大规模生产生物基多元醇

SK化学公司首席执行官Jeon Kwang-hyun近日宣布,该公司已经建立了一个规模数千吨的量产系统,并且已经开始运行一个专门的设施,以生产新的生物基多元醇材料 "PO3G"(聚三亚甲基醚二醇)。这种材料的品牌名称是ECOTRION。

多元醇是用于制造氨纶、聚氨酯(人造革、泡沫等)和聚氨酯弹性体的重要原材料。SK化学公司的ECOTRION是一种100%基于生物材料的生态友好材料,由植物作为原料发酵而成,可以取代现有的基于石油化工的多元醇。ECOTRION获得了美国农业部(USDA)和比利时VINCOTTE的生态友好认证,并具有多项优势,如应用于纺织品和人造皮革时,比现有材料更柔软,弹性和耐磨性也得到了改善,使其穿着舒适,不易发生变形。此外,生命周期评估(LCA)的评估显示,与现有的基于石油化工的多元醇生产工艺相比,ECOTRION的温室气体排放量减少了40%。

08

马来西亚棕榈油局(MPOB)开发出环保型生物基多元醇

马来西亚棕榈油局(MPOB)的研究人员已经开发了超过10种新的棕榈基多元醇,用于聚合物产品,特别是对环境友好的聚氨酯。

MPOB表示:所开发的棕榈基多元醇包括Pioneer系列棕榈油基多元醇、脂肪酸基多元醇、废食用油基多元醇;PolyFAME系列脂肪酸甲酯基多元醇、丙烯酸环氧化棕榈油多元醇和共聚合物多元醇。

9

元利化学:率先量产生物基BDO,打入欧盟市场

近日,元利化学宣布,公司成功研发并于2021年正式投入生产的新产品——生物基1,4-丁二醇(Bio-BDO)正式批量出口欧盟市场,这标志着公司生物基二元醇产品得到了国际主流客户的认可,实现了国内乃至亚洲在该产品上零的突破。

生物基1,4-丁二醇作为一种重要的原料,广泛应用于氨纶、可降解塑料、聚氨酯、鞋材、新能源电池等众多领域。

生物基1,4-丁二醇相比传统的石油基产品,具有绿色环保、原料可再生、节能减排等优点,不会对环境造成破坏,是满足碳减排发展要求的绿色产品。

10

Genomatica公司通过发酵工艺将糖类直接转化为BDO

2021年,Genomatica完成了1.18亿美元的C系列融资,以加速可再生材料的全球商业化和扩张,有望每年减少1亿吨温室气体排放。

2016年,Genomatica公司帮助生物降解塑料生产商意大利公司Novamont,展开了年产3万吨生物基BDO的工厂的建设,用于生产生物塑料。

在2021年6月初,全球最大的私人公司,全球农业头部公司美国Cargill嘉吉公司与德国Helm公司成立了一家名为Qore的合资企业,并将投资3亿美元在美国建立首个商业规模的生物基1,4-丁二醇(BDO)装置,预计每年至少生产6.5万吨生物BDO,并可能达到每年10万吨规模。Qore获得了Genomatica公司的生物基BDO工艺技术授权。

11

帝斯曼推出碳足迹减半的100%生物基高温聚酰胺材料

帝斯曼工程材料公司推出了其旗舰产品Stanyl的一个新的、更具可持续性的版本Stanyl ® B-MB(生物基质量平衡),其生物基含量高达100%。这是帝斯曼在行业内首次推出100%生物基高温聚酰胺。

Stanyl ® B-MB - 现在可提供高达 100% 的生物基含量 - 是完全通过 ISCC+ 认证的,提供与传统 Stanyl ® 完全相同的特性、性能和质量。此外,Stanyl ® B-MB 的生产现在产生的碳足迹比基于化石的原始产品低 50%。在实践中,这意味着每生产一吨,可减少 3.3 吨二氧化碳。

12

埃万特推出全新Nymax™ BIO低吸水率和生物基聚酰胺配方

埃万特推出全新Nymax™ BIO配方,这是一种生物基聚酰胺系列材料,可帮助客户实现可持续发展目标。目前,市面上许多生物源聚酰胺材料的吸水率都不能满足要求,而新材料的问世则化解了这一难题。

Nymax BIO材料有玻璃纤维填充和无填充两种配方,内含16%到47%可再生植物(玉米、秸秆或小麦)制成的天然填充物。事实证明,可再生植物原料的碳足迹值要远低于常用的石油原料。

13

凯赛生物:规模化生产生物法长链二元酸,聚焦生物基聚酰胺产业

凯赛生物目前实现商业化生产的产品主要聚焦聚酰胺产业链,为生物基聚酰胺以及可用于生物基聚酰胺生产的原料,包括DC12(月桂二酸)、DC13(巴西酸)等生物法长链二元酸系列产品和生物基戊二胺,是全球领先的利用生物制造规模化生产新型材料的企业之一。

14生物基聚酰胺

凯赛生物依托聚酰胺56产品,打造的自有纺织材料“泰纶”,其在阻燃、吸湿排汗、染色能力等方面都有一定优势,在服装、箱包、地毯、工装等下游产业中都具备替代传统尼龙化纤等原料的潜力。“泰纶”也被评选为2017年中国国际纺织纱线(春夏)展览会“最受关注纤维产品”,连续两年入选“中国纤维流行趋势”。

15

新日恒力量产生物基二元酸,助力生物基聚酰胺生产

新日恒力购买中国科学院微生物研究所月桂二酸生产技术,建设5万吨/年月桂二酸项目,并设立子公司恒力新材负责项目的建设和运营。该项目已于2021年9月3日结束试生产,试生产产品指标达到聚合级要求,已小批量进入市场销售。

与之对应,生物基聚酰胺上游主要原材料为戊二胺和长链二元酸。将戊二胺与己二酸(长链二元酸的一种)缩聚可得到尼龙-56,后者与不仅在手感、强度、耐磨性等方面与尼龙-66 持平,吸潮透气性接近棉花,而且由于单体含量低,且高温熔融不易产生凝胶,因此能采用成本更低、生产周期更短的熔体直纺工艺。

相较于传统材料,生物基材料能有效减少生产过程中的碳排放,例如,生产1kg尼龙-56碳排放量相比生产1kg尼龙-66少4.31kg。

文章来源: 生物基能源与材料, 化工新材料

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