폴리아스파르트산을 위한 바이오 기반 공급원료 대체

폴리아스파르틱 환경 기술에서 바이오 기반 원료 대체를 위한 네 가지 기술 경로

1식물성 기름 기반의 모노머

주요 원료: 카시토 오일 (바이오 기반 PAE의 80% 이상이 이 원료에서 합성됩니다)

화학 경로: 카시토 오일 → 수분분해 → 리시놀이산 → 세바시산 → 1,10-데카나디아민 → 바이오 기반 PAE 모노머

장점:

• 하이드록시 지방산 구조는 유연성을 부여합니다. (파열에서 길이는 > 250%).
• 자연적 수소공감성 (물 접촉 각도> 95°)

한계: 낮은 온도 흐름이 좋지 않습니다 (tri-n-butyl citrate와 같은 바이오 기반 유연제를 필요로합니다).

2. 설탕 발효 모노머

대표적인 모노머:

• 1,5-디아미노펜탄 (리신 탈카보시라화) → 생체 기반 PDI (펜타메틸렌 다이아소시아나트) 를 합성하는 데 사용됩니다.
• 수킨산 (E. coli 발효) → 생물 기반의 체인 연장제를 준비하는 데 사용됩니다.

성능 특징:

• 알리파스 체인 구조는 수분 분해 저항성을 향상시킵니다 (100 °C에서 240 시간 동안 물에 끓인 후, 접착 유지 > 90%).
• 반응성은 석유 기반 PAE보다 ~ 30% 높습니다 (표면 건조 시간을 8 분으로 줄입니다).

3리그닌 유도 모노머 (파괴 방향)

기술 경로: 리그닌 → 바닐린 → 바이오 기반의 아로마틱 아민 → 변형된 PAE

혁신 가치:

• 딱딱한 페닐 고리를 도입합니다. 경도는 3H (펜실 경도) 로 증가합니다.
• 자외선 흡수 성질 (QUV 연령 3000 h, ΔE < 1.5)

대표적인 연구: VTT (핀란드) 에서 개발한 LigniPolyTM 시리즈, 바이오 기반의 40%

4. CO2에서 파생된 모노머 (한계 탐사)

기술 원리: 산업용 CO2 + 에포산화 된 식물성 기름 → 순환 탄산물 → PAE를 형성하는 아미노리시

환경적 가치: 합액 1톤당 약 0.3t의 고정된 CO2 (LCA 탄소 발자국은 음수일 수 있습니다.)

바이오 기반 PAE 합성에 대한 성능 최적화 전략

폴리아스파르틱 환경 기술에 대한 기술 선택 결정 틀

적용 필요에서 시작: 먼저 100 °C 이상 고화 가 필요 여부를 결정합니다.딱딱한 리그닌/FDCA 시스템을 우선시하고 그 다음 색상의 한계를 평가합니다. 색상이 허용될 때 리그닌 직접 변형을 사용하십시오., 또는 낮은 색상이 필요한 경우 색을 벗은 리그닌과 FDCA로 전환합니다. 100 °C 이상 고화가 필요하지 않으면 빠른 건조 (<10 분) 이 필요한지 물어보십시오.나노 셀룰로오스로 촉매 된 시스템을 가진 설탕 기반 PDI를 선택하십시오., 그렇지 않으면 카시토 오일 기반 유연한 시스템을 선택합니다.

정책 및 인증 필수 사항

국제 인증서:

• ISCC PLUS (물질 균형 인증)
• USDA BioPreferred® (산업 코팅에 대한 최소한의 바이오 기반 함량 요구 사항: 25%).

기술-경제적 돌파구를 위한 방향

원자재 비용 통제

• 에너지 작물 기름 (예: 카멜리나 기름) 을 개발하여 식품용 카시토 오일을 대체합니다.
• 에너지 소비를 줄이기 위해 효소 촉매 과정 (Evonik의 바이오 아미네이션은 에너지 사용을 ~ 60% 감소시킵니다).

성능 프리미엄 개발

• 기능성 구성 요소 (예를 들어 열 전도성, 항균 작용을 위한 은 이온) 를 포함합니다.
• 농업용 헐치 필름을 위한 분해 가능한 폴리우레아 (에스테라즈가 유발하는 수분화) 를 개발한다.

최근 발전

중국 과학 아카데미의 장춘 응용 화학 연구소는 셀룰로오스 나노 결정으로 인시투 중합화를 달성했습니다.바이오 기반 PAE의 경도는 ~50% 증가하고 비용 증가율은 ~10%만 증가합니다..

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• 폴리아스파르틱 합물
• 이소시아나트 경화제
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