張立閣

【摘要】二氧化碳具有生物可降解性，它對生產(chǎn)降解塑料具有很大的作用，也對碳資源的利用有重大意義。本文介紹了我國二氧化碳基聚合物的發(fā)展現(xiàn)狀，并分析了氧化碳基聚合物的發(fā)展趨勢，最后提出了對我國二氧化碳基聚合物的發(fā)展進程的建議。那就是提高研究的投入與政府的支持力度，構(gòu)建一支優(yōu)秀的生產(chǎn)科研隊伍。

【關(guān)鍵詞】二氧化碳；聚合物；發(fā)展現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢

二氧化碳作為一種重要的碳資源，受到了廣泛的關(guān)注。二氧化碳與環(huán)氧化物可以共聚制造有機高分子材料，其材料具有很多的獨特性能，此項研究受到了廣泛的關(guān)注。經(jīng)過多年研究與發(fā)展，二氧化碳基聚合物與生產(chǎn)已越來越成熟，并最賤的進入了市場。通過讀二氧化碳基聚合物的研究和生產(chǎn)的進展，未來的發(fā)展方向會越來越廣【1】。

一、二氧化碳的定義

二氧化碳和環(huán)氧化合物共聚生成的脂肪族聚碳酸醋不僅擁有光降解與生物降解性，同時還擁有阻隔氧氣和水的特征，它具有很好的物理改性和化學修飾的特點可當做是生物降解復合材料、一次性醫(yī)藥與食品包裝材料、工程塑料的無污染材料與膠茹劑等。這種二氧化碳的特性不但能把工業(yè)廢氣二氧化碳制成對環(huán)境優(yōu)化的可降解塑料，同時還避免了傳統(tǒng)塑料產(chǎn)品對環(huán)境的又一次污染。它的產(chǎn)生，不但能減少溫室氣體的排放，而且還能在一定的基礎上對石油資源做一個補充。所以，二氧化碳和環(huán)氧化物利用共聚反應產(chǎn)生脂肪族聚碳酸醋，所以人們一直對二氧化碳制備的高分子聚合物進行的關(guān)注。

二、二氧化碳的發(fā)展前景

降解塑料主要分成包裝和農(nóng)業(yè)地膜、環(huán)境保護材料與身體功能材料三大類。一次性購物袋、包裝和農(nóng)業(yè)地膜包括垃圾袋、包裝薄膜和農(nóng)業(yè)地膜等，環(huán)境保護材料包括水產(chǎn)用材料、家用薄膜、建筑用膜以及文體用品等，身體功能資料包含外科用棉、醫(yī)療用手術(shù)縫合線以及醫(yī)用薄膜等。意外技術(shù)與成本問題，現(xiàn)在主要是由利用傳統(tǒng)的石油基塑料。

三、二氧化碳基聚合物的研究進展

由于二氧化碳的活性比較低，動力學較穩(wěn)定，活化難度比較大，所以二氧化碳基聚合物的主要研究聚合催化劑的合成和表面特征，包含對新型催化劑的開發(fā)與傳統(tǒng)催化劑的改進等。

1.對傳統(tǒng)催化劑的改進

傳統(tǒng)的二氧化碳聚合催化劑主要包括二乙基鋅一水體系、稀土體系、雙金屬體系以及羧酸鋅體系等。最為經(jīng)典的二氧化碳聚合催化劑是二乙基鋅一水，早期的二氧化碳聚合催化劑大多數(shù)屬于本體系。本類體系的催化劑活性比較低，研究的前期都進行了不少的相關(guān)調(diào)查，由于進展的程度有限，目前的研究較少。有一種較好的二氧化碳聚合催化劑是稀土體系，稀土配位催化劑可以催化二氧化碳和PO共聚。經(jīng)典的二氧化碳是雙金屬體系，研究發(fā)現(xiàn)雙金屬氰絡合物可以用來合成二氧化碳基聚合物，但是生成物中的碳酸酯鏈節(jié)含量較低，只在百分之五到百分之十五之間【2】。

2.開發(fā)新型的催化劑

近幾年以來，高位阻催化體系的開發(fā)逐漸受到廣泛的關(guān)注，這類催化劑它具備較高的位阻，選擇性比較好以及催化效率較高。在1998年，曾制作的西佛堿配位鋅型催化劑，對二氧化碳同氧化環(huán)己烯共聚獲得了很好的效果，最高的催化效率達到了494mol氧化環(huán)乙烯/molZn。在2003年曾將其改成兩邊提供非對稱結(jié)構(gòu)不一致的位阻基團，制造出新型的高位阻催化劑，反應10分鐘的催化效率達到382mol氧化環(huán)乙烯/molZn?？梢岳么蠓肿渔溙娲杀据^高的2，6-二異丙基苯基當位阻來源，制造高分子的β-二亞胺基鋅；同時還制造了用α-二亞胺同鋅配位的催化劑，都與二氧化碳同氧化環(huán)己烯成功共聚。

另外一種重要的高效催化劑是以Cr作為活性中心制造的手性催化體系，利用二氧化碳同氧化環(huán)己烯共聚，和二亞胺類催化劑相比較，本體系的制備條件比較溫和，對水分不敏感。用Co當做活性中心具有選擇性的高位阻催化劑，催化二氧化碳同環(huán)氧丙烷共聚時，無副產(chǎn)物環(huán)狀碳酸酯的生成。

四、目前二氧化碳聚合催化劑的發(fā)展

二氧化碳是一種比較穩(wěn)定的化合物，它的熱力學穩(wěn)定性很高，因此可活化二氧化碳的催化劑是主要條件。初始，二氧化碳和環(huán)氧丙烷在二乙基鋅-水（同比例1：1）催化下生成共聚反應，最后產(chǎn)生聚碳酸酯，但催化效率較低，每一克催化劑只能生成1.4-13.4g的聚合物。后來，經(jīng)過社會的發(fā)展與科研人員的不斷研究下，運用多樣二氧化碳共聚的催化劑，并取得了很大的進步。

鉻催化劑、鋅類催化劑、六氰基鐵-二氯化鋅-水、鋁鹽類催化劑以及稀土催化劑構(gòu)成的一系列新型催化劑體系是二氧化碳共聚的主要催化體系。其中雙亞胺型鋅配合物催化劑、鋅類催化劑包括梭酸鋅催化劑等；SalenCr（III）催化劑、鉻催化劑包括葉琳鉻催化劑等。鋅類催化劑是研究中發(fā)現(xiàn)催化活性最高的一種催化劑，也是現(xiàn)在專研最徹底、最多的催化劑。

五、二氧化碳及聚合物的發(fā)展新動向

1.當作催化劑

二氧化碳與環(huán)氧化物共聚的催化體系中，主要用來提供活性中心是有機金屬化合物，在進行催化的時起著主要作用，因此助催化劑對催化效率有著很大地影響力?，F(xiàn)在，對助催化劑的專研，獲得了一些良好的效果。在以后助催化劑會在共聚中起到越來越重要的作用。尤其是現(xiàn)在催化效率僅為102g/g的時候段，利用其他的相關(guān)領(lǐng)域比如對聚乙烯的專研成果，尋找新型的助催化劑，極大的提高了共聚的催化效率【3】。

2.共聚單體的反應

由于二氧化碳和環(huán)氧環(huán)己烷共聚生成的脂肪族聚碳酸酯擁有較高的玻璃化轉(zhuǎn)化溫度和熱降解特點，因此人們對它的關(guān)注越來越多，在以后可能會當做結(jié)構(gòu)性材料運用。目前二氧化碳的共聚單體主要是來源于石油衍生物，二氧化碳基聚合物今后發(fā)展的目標是全生物原料會。降解塑料中原料利用可再生資源的比例是今后的發(fā)展目標。

結(jié)語

現(xiàn)在我國在二氧化碳基聚合物的專研中已經(jīng)在世界前茅，逐漸完成了從科研到生產(chǎn)和工業(yè)化示范裝置兩個階段的工作，也完成了萬噸級規(guī)模裝置。目前二氧化碳共聚一般是不用溶劑、低壓的反應，而且均相催化劑的負載也得到了發(fā)展?，F(xiàn)在降低生產(chǎn)的成本和應用領(lǐng)域的再一步的發(fā)展，綠色環(huán)保理念的也已逐漸建立，也包含對環(huán)保法規(guī)執(zhí)行力度的加強，因此二氧化碳基聚合物消費量會逐漸的加大。二氧化碳基聚合物也將迎來更大的發(fā)展期。

參考文獻

[1]梁曉霏.二氧化碳基聚合物的發(fā)展現(xiàn)狀及展望[J].石油化工技術(shù)與經(jīng)濟，2009，（04）：50-55.

[2]錢伯章，朱建芳.二氧化碳合成可降解塑料的現(xiàn)狀與進展[J].橡塑資源利用，2010，（02）：34-37.

[3]張瑞和.二氧化碳基聚合物的研發(fā)現(xiàn)狀及發(fā)展建議[J].精細與專用化學品，2013，（10）：1-3+31.