致化工行業：響應時代綠色發展號召，生物基溶劑迅速崛起，部分產品已經實現替代！

最新 08-12

DT 新材料

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隨著全球化工行業的蓬勃發展，溶劑的使用量持續增加，但多數溶劑具有毒性，且揮發出多種有機其他，損害使用者健康，綠色溶劑的崛起成為行業發展的必然。其中綠色溶劑應該是可持續再生、無揮發性有機化合物、無毒、可生物降解和可循環使用。生物基溶劑是以生物質為原材料，通過生化等方法得到的一類綠色試劑，我們熟悉的生物乙醇就是其中一種。

據統計，目前全球生物基化學品佔據整個化學品的12%，隨著化學工業向生物經濟的發展，預計到2030年，佔比將提高到25%。

摘自生物基產品未來路線圖

下面看一段研究報告的介紹：

大多數生物基原料和化學品與其相應的石油基化學物質相比，氧含量高，沸點高，熱穩定性不足，通過常用的石油化學工業生產過程中蒸餾和高溫氣相的反應是不可行的。許多溶劑被用在生物質預處理和引發化學轉化反應中，該項研究旨在於探究替代傳統溶劑的新型生物基溶劑。

——摘自《生物基極性非質子溶劑研究》

報告封面

在政府關於環境保護和資源消耗方面政策推動下，生物基溶劑產業需求量快速增長，也推動了新型綠色溶劑的發展。如生物丙酮、生物乙醇這些溶劑都可以作為傳統溶劑有效且低成本的替代品。

溶劑是化工過程及產品中的重要組成部分，廣泛應用於農用化學品、油漆、塗料、家用清潔劑、工業清潔劑和藥品行業。現在消費者選擇溶劑不僅看它們的物理性能也關注其對環境的影響。人們傾向於使用綠色、環境友好的溶劑代替傳統溶劑，且更注重環境效益和使用者的安全。隨著該行業進入一個提倡環保產品和環境意識的新紀元，生物基溶劑可以帶來優異的經濟效益和正面的環境影響力，這在未來幾年裡顯得尤為重要。

生物基溶劑發展迅猛

許多生物基溶劑來源於糖類、玉米或者甜菜，最初選擇它們是因為它們可以代替石油基溶劑，並且像傳統溶劑的來源一樣安全有效。綠色溶劑在生產過程中不能釋放有毒的副產物和揮發性有機化合物（VOCs）。由於其高沸點、低毒性以及低混溶性，近年來許多綠色溶劑都很受歡迎。這些溶劑主要用在塗料、油漆、印刷油墨、個人護理用品、化妝品、密封劑和藥品中，因此可持續溶劑供應商看到了生物基溶劑快速增長的需求。根據聯合市場研究（Allied Market Research），綠色生物基溶劑市場在2014年至2020年有望達到4.3%的年複合增長率。許多的生產商正在尋找發展水系溶劑的新方法。

Circa Group是一個為廢棄生物質轉化成先進生物化學材料提供溶劑的公司，最近它引進了一種生物基偶極非質子溶劑，名稱為cyrene，可以用來替代石油衍生的二甲基甲醯胺（DMF）和N-甲基-2-吡咯烷酮（NMP），該溶劑最大的優點是化學結構可以提供跟NMP相似的極性卻不包含有毒的醯胺基。它的密度是1.25 g/ml，也沒有氯、氮或硫，減少了污染問題。另外，cyrene是一種穩定的生物基溶劑，經過生物降解和焚燒處理只產生水和二氧化碳。所以它在許多相關的工業應用中已經成為較綠色的替代品，比如碳交聯耦合反應和石墨烯合成。

傳統溶劑的生物基替代品

瓦赫寧恩食物與生物基研究所（Wageningen Food & Bio-based Research）發布的報告證明許多綠色溶劑可以用來代替尚有爭議的極性非質子溶劑，比如NMP、DMF和二甲基乙醯胺（DMAc）。這項研究著重於為那些會給化工廠女職工帶來生育問題的極性非質子溶劑尋找替代品。也包括有獨特化學結構式和性質，能替代非質子溶劑也能提高可行性與有效性的新材料。由於生物基產品的原料可以隨時獲得，因此其可以大量生產。瓦赫寧恩食物與生物基研究所的資深科學家Daan van Es說，「我們已經確認了大量可能的替代品，但是還沒有作為相關極性非質子溶劑如DMAc、NMP的替代品生產。理解其技術可行性、原料可利用性以及商業生產可操作性是很關鍵的。我們的研究清楚地展示了這些」。

但是一些溶劑非常實用且便捷從而導致其帶來的副作用被忽略了。比如乾洗液，會產生有害的廢棄物，包括碳、染料、油脂和各種過濾材料。然而綠色生物製劑公司（Green Biologics）已經發明了一種由玉米製造的生物基幹洗液SOLVONK4，它是一種超純綠色溶劑，比傳統溶劑洗的更好，並且不會危害環境或產生任何健康問題，是第一個且是唯一一個乾洗行業的生物基溶劑。Green Biologics的全球銷售副總監Peter O』Loughlin說他們公司和紡織化學公司Kreussler一起合作，把生物基幹洗液SYSTEMK4帶向市場。他說，「該產品是極好的例證，來展示我們如何與市場的領導者合作，利用我們在可再生專業新型獨特應用的優勢給顧客帶去價值」。

綠色溶劑：一個解決環境問題的理想方案

綠色溶劑應該滿足幾種標準：生物基、無揮發性有機化合物、無毒、可生物降解和可循環再用。

乙醇是化學生產中最早實現的生物基化學溶劑，通常用在洗滌劑、化妝品、洗劑、洗髮水、肥皂和其他消費品，占溶劑總需要的很小一部分。

同樣被廣泛使用的還有丙酮，生物基丙酮在商業中有很大的用量，可以在各種水果和蔬菜中獲得。

生物基丙三醇最近幾年需求量一直在增加，其作為溶劑的使用受到限制，但最近的一項研究證明它有很有可能替代大量溶劑。生物基丙三醇是生物柴油的副產物，可以用相對低的成本獲得。

即使考慮了一次性轉化成本、操作成本和新溶劑使用的規定，生物基溶劑在不久的將來也會被證明有效。綠色溶劑必會在保護綠色未來的行動中發揮它們潛在的價值。