低碳環氧樹脂 企業迎戰碳稅利器
產業訊息在全球對於碳足跡的重視與碳權制定下,選用低碳材料替代石化材料的產業訴求越來越明確,不僅涉及未來產品銷售的碳稅成本,也攸關企業形象及ESG指標。
為符合國際市場趨勢,從企業的生產活動著手改善是最為直接的做法,尤其是導入新材料:低碳材料、新式節能製程、工序優化、簡化繁複輔助材料,以及結合循環經濟概念,創造出產品循環與資源再利用的材料路徑。
而選用生物循環,導入低碳材料替代石化源頭物料,在不偏離終端產品的功能要求與性能表現的原則下,可達到顯著效益的產品減碳表現,直接反映在碳足跡計算權重,運用低碳材料作為碳抵消方案以掌握碳權談判空間,可為企業省下碳稅支出、轉化為盈利。
現行樹脂材料多以雙酚A(BPA)樹脂為主,由於其擁有優異的化學和機械性能而難以取代之。但超過67%的雙酚A型環氧樹脂(DGEBA)的生產依賴於石化來源,需開發更環保的替代品取代DGEBA。此外,用於生產DGEBA的原料BPA更可能對人類健康和環境具有害影響,加拿大和法國等國已禁止在食品包裝和相關材料使用,因此利用生物基和環保材料替代BPA,逐漸獲大眾認可及執行。
根據研究指出,低碳環氧樹脂的產值趨勢,近五年在北美與歐洲等地區,以年複合成長率12.1%增長;而目前市場上低碳樹脂材料值得發展的對象有二,包括:5-呋喃二甲酸(FDCA)、對苯二甲酸(PTA)、異山梨醇(Isosorbide)、多元醇(polyol)等,其中FDCA功能規格近似BPA樹脂;異山梨醇取得成本較低,可作為合成材料開發的前期試驗。PTA則是具備相似BPA結構的苯環類的高耐熱與剛性分子構造,期盼透過研發將之轉化成生質環氧樹脂,除有助於作為生質單體以部分取代石化基BPA市場外,民生用量龐大的寶特瓶材料,也能成為另一條石化基材料的去化路徑。
透過聚酯材料降解反應,重新回收二元醇與二元酸到原來的產品鏈之餘,也能將二元酸的PTA單體循環導入環氧樹脂合成,增加材料再造的機會,達到循環經濟的目的。
低碳複材應用發展成生質樹脂合成技術與碳纖樹脂配方設計等工作,已完成前期材料研發能量,為了在生質占比與物性取得折衷表現,配方設計仍有BPA樹脂的設計,可調整樹脂流動性、機械特性與加工性等優點。
產品製作的碳足跡中,除能源投入、生產與組裝作業外,材料的碳排值是不容小覷的占比項目,也是最有效調整產品碳足跡的方案之一。因此,若能找到生質材料作為替代產品的石化基材料,不僅可以加速達成減碳目標,還能夠搶占藍海階段的生質材料應用市場,逐步建立產品技術門檻,增加企業競爭力。