Yn y diwydiant polywrethan (PU), defnyddir octoate stannous (SN (OCT) ₂) yn helaeth oherwydd ei weithgaredd catalytig uchel a'i nodweddion dos isel, ond mae ei wenwyndra a'i risgiau amgylcheddol wedi ysgogi'r diwydiant i geisio dewisiadau amgen mwy cyfeillgar i'r amgylchedd. Mae'r canlynol yn brif ddewisiadau amgen sy'n gyfeillgar i'r amgylchedd a'u cynnydd technegol a'u rhagolygon cais:
1. Catalyddion metel wuxi
1) Catalyddion Bismuth Organig
Mae bismuth organig (fel bismuth isooctanoate) yn un o'r cyfarwyddiadau pwysig i ddisodli octoate stannous. Mae gan elfen bismuth wenwyndra isel, ac mae ei gyfansoddion yn dangos gweithgaredd catalytig tebyg i weithgaredd tun organig ym meysydd lledr synthetig polywrethan, gludyddion, elastomers, ac ati. Fodd bynnag, mae catalyddion bismuth organig yn cael problemau fel effaith wan ôl-halltu a llai o ewynnog, ac mae angen i'r bwlch perfformiad gael ei wneud. Er enghraifft, mae bismuth isooctanoate (CAS 67874-71-9) wedi'i ddefnyddio'n raddol mewn ewynnau a haenau polywrethan.
(2) Catalyddion sy'n seiliedig ar sinc
Mae catalyddion sy'n seiliedig ar sinc (fel chelates sinc-guanidine) wedi perfformio'n dda ym maes polyesters bioddiraddadwy. Mae gan y catalydd sinc rhoddwr nitrogen-nitrogen Guanidine a ddatblygwyd gan dîm yr Almaen o Sonja Herres-Pawlis gyfradd ymateb 10 gwaith cyfradd octoate stannous, nid yw'n wenwynig, ac mae'n gwrthsefyll dŵr ac ocsigen. Mae gan yr asid polylactig sy'n deillio o hyn grisialogrwydd uwch (60% o'i gymharu â 47%) a gwell sefydlogrwydd diraddio. Er bod y dechnoleg hon yn cael ei defnyddio'n bennaf ar gyfer deunyddiau bioddiraddadwy, mae ei effeithlonrwydd uchel a diogelu'r amgylchedd yn darparu syniadau newydd ar gyfer datblygu catalyddion polywrethan.
2. Catalyddion tun sy'n gyfeillgar i'r amgylchedd
(1) Octanoate Stannous (T9001)
Yn eilydd uniongyrchol, nid yw Stannous Octanoate T9001 yn cynnwys octanoate stannous ac fe'i hysbysebir fel catalydd tun sy'n gyfeillgar i'r amgylchedd sy'n addas ar gyfer cynhyrchu ewynnau polywrethan meddal ac anhyblyg. Mae angen cynyddu ei dos 30%, ond mae ei briodweddau ffisegol yn debyg i eiddo T -9, a gellir lleihau risgiau iechyd trwy storio wedi'i selio a'i ddefnyddio wedi'i awyru.
(2) Gwell cyfansoddion organotin
Gellir lleihau gwenwyndra amgylcheddol organotin traddodiadol trwy optimeiddio strwythurol (megis byrhau'r gadwyn alyl neu gyflwyno grŵp diraddiadwy). Er enghraifft, mae gan y catalydd T900 a ddatblygwyd gan ddeunyddiau newydd Guizhou Mingde berfformiad ewyn sy'n debyg i berfformiad octoate stannous, ac mae ganddo sylweddau niweidiol llai gweddilliol, sydd wedi dangos ei botensial cymhwysiad.
3. Catalyddion bio-seiliedig
Er bod catalyddion bio-seiliedig yn seiliedig ar ddarnau planhigion neu adnoddau adnewyddadwy yn ddrud ar hyn o bryd ac mae ganddynt ystod cais gyfyngedig, mae eu cyfeillgarwch amgylcheddol yn unol â'r duedd o ddatblygu cynaliadwy. Er enghraifft, mae rhai catalyddion amin bio-seiliedig yn perfformio'n dda mewn fformwleiddiadau polywrethan VOC isel (cyfansawdd organig anweddol), yn enwedig ar gyfer meysydd sy'n sensitif i aroglau fel tu mewn modurol.
4. Technoleg Catalytig Cyfansawdd a Synergaidd
Trwy gymhlethu gwahanol gatalyddion (megis cyfuniad o aminau a chatalyddion metel), mae'r effeithlonrwydd cyffredinol yn cael ei wella ac mae maint un catalydd yn cael ei leihau. Er enghraifft, mae catalydd Polywrethan A33 (toddiant triethylenediamine) yn aml yn cael ei ddefnyddio mewn cyfuniad ag octoate stannous, tra gall catalyddion amin aroglau isel (fel y gyfres ecoadd) ddisodli fformwleiddiadau traddodiadol yn rhannol i leihau gwenwyndra ac allyriadau VOC.
5. Polisi a Gyriant y Farchnad
Mae'r cyfyngiadau ar gatalyddion sy'n cynnwys tun o dan reoliad Cyrhaeddiad yr UE wedi hyrwyddo datblygiad dewisiadau amgen. Mae cyfran y farchnad o gatalyddion Wuxi fel sinc a bismuth a chynhyrchion bio-seiliedig ym meysydd ewyn meddal ac elastomers wedi ehangu'n raddol, yn enwedig mewn cymwysiadau pen uchel (megis automobiles ac adeiladu).
Heriau a rhagolygon
Er bod technoleg dewisiadau amgen sy'n gyfeillgar i'r amgylchedd wedi gwneud cynnydd sylweddol, mae angen datrys y problemau canlynol o hyd:
-Cydbwysedd cost a pherfformiad: Mae gan rai dewisiadau amgen (fel sinc a bio-seiliedig) gostau cychwynnol uchel ac mae angen eu lleihau trwy gynhyrchu ar raddfa fawr.
- Prosesu Addasrwydd: Mae angen i gwsmeriaid addasu fformwlâu a phrosesau cynhyrchu presennol, ac mae'r cylch gwirio yn hir.
- Uno Safonol: Mae angen i'r diwydiant sefydlu system werthuso ar gyfer catalyddion sy'n gyfeillgar i'r amgylchedd a chyflymu hyrwyddo technoleg.
Mae dewisiadau amgen sy'n gyfeillgar i'r amgylchedd i octoate stannous wedi ffurfio llwybr amrywiol, gan gynnwys catalyddion metel wuxi, tun organig gwell, catalyddion bio-seiliedig a thechnoleg gyfansawdd. Yn y dyfodol, gyda hyrwyddo polisi a datblygiadau technolegol, disgwylir i sinc, catalyddion wedi'u seilio ar bismuth a chynhyrchion bio-seiliedig ddominyddu'r farchnad a helpu'r diwydiant polywrethan i gyflawni trawsnewidiad gwyrdd. Mae angen i fentrau gyfuno senarios cymhwysiad penodol i ddewis paru perfformiad a dewisiadau amgen y gellir eu rheoli gan gost, wrth roi sylw i iteriad technoleg a thueddiadau polisi.