在政府法规和对环境保护和自然资源枯竭的担忧的推动下,生物基溶剂行业的需求呈指数级增长,并推动了创新绿色解决方案的发展。这些溶剂,包括生物丙酮和生物乙醇,是传统溶剂的有效且低成本的替代品。
溶剂是化学过程和产品的重要成分。它们用于广泛的工业应用,包括农用化学品、油漆和涂料、家用和工业清洁剂以及制药。如今,消费者不仅根据其物理特性来选择溶剂,还根据其对环境的影响来选择溶剂。与传统产品相比,许多消费者现在更喜欢环保溶剂或绿色替代品,他们重视环境效益和工人的安全。随着行业进入环保产品和环保意识的时代,生物基溶剂在经济和环境方面都具有出色的性能,因此它们在未来几年至关重要。
对生物基溶剂的倾向增加。
大多数生物基溶剂由糖、玉米或甜菜制成。之所以选择它们,主要是因为它们具有替代油基溶剂的能力,并且与传统选项一样安全有效。此外,绿色溶剂在制造过程中不会释放有毒副产物和挥发性有机化合物 (VOC)。由于其高沸点、低毒性和低混溶性,近年来许多绿色溶剂开始流行。这些溶剂主要用于涂料、油漆、印刷油墨、个人护理产品、化妆品、密封剂和药品,因此,可持续溶剂供应商看到对生物基溶剂的需求快速增长。根据联合市场研究,绿色和生物基溶剂市场预计在 2014-2020 年期间的复合年增长率为 4.3%。因此,许多厂家都在寻找新的方法来开发新的水基溶剂。
最近,Circa Group 是一家提供将废弃生物质转化为先进生化材料的解决方案的公司,该公司制造并推出了一种名为 Cyrene 的生物基偶极非质子溶剂,该溶剂还可用作石油衍生的二甲基甲酰胺 (DMF) 的替代品。 ) 和 N-甲基-2-吡咯烷酮 (NMP)。主要优点是芘的化学结构,提供与 NMP 几乎相似的极性,但不包含与毒性相关的酰胺基团。它的密度为 1.25 g/ml,不含氯、氮或硫,可减少污染问题。此外,cyrene 是一种稳定的生物基溶剂,在生物降解或焚烧时,它只产生水和二氧化碳。因此,在碳交叉偶联反应和石墨烯合成等众多工业相关应用中,Cyrene已成为一种更绿色的替代品。
传统溶剂的生物基替代品
Wageningen Food & Bio-based Research 委托进行的一份报告证明,有多种绿色溶剂可以代替备受争议的极性非质子溶剂,包括 NMP、DMF 和 DMAc。该研究的重点是寻找这些极性非质子溶剂的替代品,因为它们会导致化工厂女性员工的生育问题。该研究得出结论,具有独特化学配方和性能的新材料可以替代非质子溶剂。此外,新材料可以提高可行性和可行性。由于生物基产品的原料很容易获得,因此可以大量生产。Wageningen Food & Bio-based Research 的高级科学家 Daan van Es 说:“我们已经确定了大量潜在的替代品,但它们尚未作为相关极性非质子溶剂(如 DMAc 和 NMP)的替代品投入生产。然而,了解技术可行性、原材料的可用性和商业生产的可行性等问题至关重要。我们的研究清楚地展示了这一切。"
但是有些溶剂非常有用和方便,以至于忽略了它们引起的副作用。例如,干洗溶剂。这些会产生多种有害废物,包括碳、染料、油脂和各种过滤材料。然而,Green Biologics 开发了 SOLVONK4,一种由玉米制成的生物基干洗溶剂。SOLVONK4 是一种单一的超纯绿色溶剂,比传统溶剂具有更好的清洁效果,并且不会对环境造成危害或造成任何与健康相关的问题。此外,它是干洗行业中第一种也是唯一一种生物基溶剂。Green Biologics 全球销售副总裁 Peter O'Loughlin 表示,该公司一直在与纺织化学公司 Kreussler 合作,将基于生物的干洗解决方案 SYSTEMK4 推向市场。
绿色溶剂:保护环境的理想解决方案
应满足几个标准才能将溶剂称为“绿色”。它应该是基于生物的、功能上不含 VOC、无毒、可生物降解和可回收的。乙醇是用于商业生产的最古老和最成功的生物基化学溶剂。它最常用于洗涤剂、化妆品、乳液、洗发水、肥皂和其他消费品。乙醇占溶剂总需求的很小比例。丙酮也被广泛使用。生物丙酮可大量购买,并且天然存在于各种水果和蔬菜中。然后,对生物甘油的需求在过去几年有所增加。甘油作为溶剂的使用受到限制,但最近的一项研究表明,它具有替代许多溶剂的巨大潜力。此外,生物甘油是生物柴油的副产品,成本相对较低。即使考虑到一次性转化成本、运营成本和与使用新溶剂相关的法规,生物基溶剂在不久的将来也经常被证明是有效的。绿色溶剂必将在确保更绿色的未来方面发挥作用。