隨著石油價格的不斷沖高，生產聚酯、聚醚多元醇原料的價格也飛速上漲。天然油脂作為可再生資源，以其為原料生產聚氨酯中間體，成本優勢開始顯現。為此，國家發改委將年產5萬噸松脂和油脂基聚酯多元醇連續化生產裝置開發，列入2007年度國家重大產業化技術開發項目，目前已進入安裝階段。
中國林業科學研究院林產化學工業研究所副所長周永紅指出，該項目建成后，聚氨酯（PU）中間體生產有望以木本油脂、廢棄油脂和松脂等大規模替代有毒有害的石油化工原料，帶動聚氨酯產業技術升級，提高清潔生產工藝水平。
天然油脂資源豐富
目前PU生產所使用的原料、中間體絕大多數來自石油、煤、天然氣等礦產資源，且多為苯酐、苯二甲酸、環氧丙烷等有毒有害化學品。據周永紅介紹，目前松香價格每噸約7000多元，油脂每噸6000多元，廢棄油脂價格約為4000元/噸，而環氧丙烷價格每噸則高達15000元，苯酐每噸也在10000元以上。與石化原料生產的聚酯、聚醚多元醇相比，以天然油脂為原料生產的聚酯多元醇在成本、性能和環保上都有明顯優勢。變革生產原料路線成了聚氨酯行業可持續發展的重大課題。
我國具有豐富的天然油脂資源，其中，松脂的年可采量200萬噸以上，目前松脂產量約80萬噸/年，居世界第一位。松脂經加工得到的松香和松節油，是重要的化工原料。
同時，我國還具有發展其他木本油脂的優越條件。預計到2015年，我國木本油脂產量將超過1000萬噸。另外，我國每年產生的油腳料回收油脂和城市垃圾油等廢棄油脂約500萬噸左右。因此，利用價格便宜的松香、木本油脂和廢棄油脂等天然油脂，替代或部分替代價格昂貴的苯酐、苯二甲酸和環氧丙烷等石油化工原料生產聚氨酯材料，將具有良好的生態性能和較強的市場競爭力。
技術瓶頸已被攻克
雖然從資源上看天然油脂生產聚氨酯材料非常可行，但實際實施起來在技術上依然存在難題。
據介紹，油脂基多元醇生產主要利用植物油分子鏈中的雙鍵進行環氧化，然后再羥基化而制成。由于無雙鍵植物油分子和環氧化物分離困難，一起用作羥基化反應的原料對產品性能有很大影響，因此無法替代更多質量份數的石油類聚酯和聚醚多元醇。而且目前油脂聚醚多元醇合成過程中仍然采用液體酸堿催化劑及雙氧水等環氧化試劑，生產過程污染嚴重。
全國惟一專門從事林業生物質資源化學加工與利用的中國林業科學研究院林產化學工業研究所，從上世紀90年代就開始進行松香聚酯多元醇及硬質聚氨酯泡沫塑料的研究。他們通過對松香聚酯多元醇及泡沫塑料的生產工藝、產品性能和聚氨酯配伍性能進行優化改進，形成了獨特的工藝技術，2004年在國內率先實現在生產生物柴油的同時聯產二聚體，提高了生物柴油的經濟性。
由于二聚體可代替苯酐、苯二甲酸等用作生產聚酯多元醇的主要原料，因此研究人員又對二聚體的酯交換法制備聚酯多元醇進行了系統研究，建起年產500噸油脂基聚酯多元醇中試生產線。據介紹，以天然油脂生產的聚氨酯產品性能指標已達到石化產品水平。
產業示范正在進行
在此基礎上，林產化學工業研究所和江蘇力強化工有限公司共同承擔了國家發改委2007年度國家重大產業化技術開發項目——建立年產5萬噸松脂和油脂基聚酯多元醇連續化生產示范線。科研人員通過技術創新，開發設計出具有特殊結構的管道反應器，使油脂產品二聚化、酯交換等反應原料能夠迅速進行混合、分散，提高了反應物的反應速度，節約了能耗，示范裝置實現了油脂基聚酯多元醇的連續化生產。他們自主研發的綠色催化劑，加快了油脂產品二聚化、酯交換和松香雙烯加成、脫水酯化等的反應速率，提高了操作安全性，減少了由催化劑帶來的環境污染。
在該項目的實施過程中，科研人員還攻克了聚酯組合料'存放穩定性差'這一致命缺點。研究人員通過調整松香聚酯分子的非極性和極性部分的比例，使松香聚酯多元醇與聚氨酯其他組分間具有良好的混溶性，所配制的組合料可長時間穩定存放。
據周永紅介紹，該項目的最終目標是：建立油脂聚酯多元醇連續化高效生產裝置，使產品性能達到石化路線水平，且成本低于石化路線，并形成自主知識產權。按照項目計劃要求，年產5萬噸松脂和油脂基聚酯多元醇裝置將于年內投產。
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