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聚丙烯(PP)生產(chǎn)的生命周期評價及與生物基材料聚乳酸(PLA)的比較
專欄：行業(yè)新聞
發(fā)布日期：2021-04-22
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（相關研究論文以《聚丙烯原料生產(chǎn)的生命周期評價及與聚乳酸的比較》為題發(fā)表在《化纖與紡織技》2011年第2期）論文中PP生命周期評價主要考慮從原料的生產(chǎn)到制成可投入使用的PP 粒料這一過程。
由于生物基材料的迅速發(fā)展，人們?yōu)榱颂角筮@類新型材料的潛力以及證明其存在的價值，生命周期評價( LCA) 這一環(huán)境影響評估工具誕生出來，并成為了比較生物基聚合物、天然纖維復合物等新型材料與石油基聚合物相關產(chǎn)品的工具。經(jīng)過近40 年的發(fā)展演變，如今LCA 的相關技術和方法也趨于成熟。ISO 為生命周期評價在ISO14000 系列環(huán)境管理標準中專門預留了10 個標準號( ISO14040—ISO14049) ，而現(xiàn)在僅使用了其中的五個標準號( ISO14040—ISO14044) ，分別對LCA 的定義和實行辦法進行了標準化。
聚丙烯( PP) 由于具有產(chǎn)品密度小，生產(chǎn)成本低，化學穩(wěn)定性好，無毒，易加工，較好的綜合機械性能等多種優(yōu)點，目前已在汽車工業(yè)、家用電器、電子、農(nóng)業(yè)、建筑包裝以及建材、家具等方面得到廣泛應用，并且已成為五大通用塑料中發(fā)展速度最快的產(chǎn)品。
華南理工大學的解昊、劉海敏、丘秉煥、嚴玉蓉等對聚丙烯原料生產(chǎn)的生命周期作了評價并與聚乳酸( PLA) 的生命周期作了比較。（相關研究論文以《聚丙烯原料生產(chǎn)的生命周期評價及與聚乳酸的比較》為題發(fā)表在《化纖與紡織技》2011年第2期）
論文中PP生命周期評價主要考慮從原料的生產(chǎn)到制成可投入使用的PP 粒料這一過程。研究的PP生產(chǎn)工藝為聯(lián)碳公司的“Unipol”氣相工藝，所有數(shù)據(jù)來自APME( Association of Plastics Manufactures in Europe)。LCA 研究的功能單位為生產(chǎn)1 kg 的PP 粒料，聚合工藝選擇為兩步法“Unipol”流化床氣相聚合，范圍確定為從原料( 石油、天然氣) 生產(chǎn)到聚丙烯產(chǎn)品生產(chǎn)。能量輸入部分包括生產(chǎn)消耗的電力和蒸汽產(chǎn)生的能量，輸出部分主要為氣體排放，包括硫氧化物、氮氧化物、二氧化碳和VOC( 揮發(fā)性有機化合物)。獲得的數(shù)據(jù)如表1、表2所示。
將研究PP生命周期評價獲得的數(shù)據(jù)與已知的NatureworksPLA 相關數(shù)據(jù)進行比較，如圖1~4 所示，功能單位都是1 kg 產(chǎn)品粒料。其中PLA1 是第一代聚乳酸生產(chǎn)工藝，PLA B/WP 是Natureworks開發(fā)的生物質(zhì)風能聚乳酸生產(chǎn)工藝。
圖1 PLA1 與PLA B/WP 的能耗
圖2 PLA1 與PLA B/WP 的CO2當量排放
圖3 不可再生能源消耗
圖4 溫室氣體排放比較
對比發(fā)現(xiàn)，聚丙烯在傳統(tǒng)石油材料中已經(jīng)具有明顯的能源優(yōu)勢和較低的溫室氣體排放。1kg聚丙烯排放1.939kgCO2，1kg 聚乳酸排放1.77kgCO2。
PP與其它傳統(tǒng)石油基聚合物相比，消耗的化石能源很少，仍然具有很好的發(fā)展前景。聚丙烯生產(chǎn)工藝成熟，生產(chǎn)效率高，成本低，易回收，全球產(chǎn)量平均每年增長7% 以上，是增長最快的石油基聚合物。