使用槽模涂层作为可扩展的制造技术制造聚硫膜的比较生命周期评估
David Lu1, Isaac Oluk2, Minwoo Jung3
1Department of Chemical and Materials Engineering, University of Kentucky, Lexington, KY 40506, USA.
Polymers
|September 13, 2025
概括
生命周期评估显示,用于多硫 (PSf) 膜制造的环保溶剂PolarClean和-瓦莱洛 (GVL) 对上游环境产生重大影响. 制造业的扩大规模和能源来源极大地影响了整体的环境足迹.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 环境科学 环境科学
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
背景情况:
- 可扩展的聚合物膜制造依赖于环保溶剂,但它们的合成和扩展影响未得到充分研究.
- 传统的溶剂,如二甲基胺 (DMAc) 和N-甲基-2-pyrrolidone (NMP) 带来了环境和健康问题.
- 聚硫 (PSf) 膜被广泛使用,需要对其生产的环境足迹进行评估.
研究的目的:
- 通过使用环保溶剂PolarClean和-瓦莱洛 (GVL) 进行聚硫 (PSf) 膜生产的生命周期评估 (LCA).
- 将PolarClean和GVL与传统溶剂DMAc和NMP的环境和健康影响进行比较.
- 分析制造方法 (机床刀片挤出和槽模涂层) 和扩展对环境影响的影响.
主要方法:
- 生命周期评估 (LCA) 方法应用于多硫 (PSf) 膜制造.
- 作为溶剂使用的PolarClean,GVL,DMAc和NMP的比较.
- 对医生刀片挤出 (DBE) 和槽模涂层 (SDC) 制造工艺的评估.
- 斯皮尔曼的等级系数分析,以确定敏感参数.
主要成果:
- PSf-PolarClean-GVL的高溶液粘度需要更大的物质量,增加了影响.
- 电力消耗和PolarClean度是环境影响的主要因素.
- 槽模涂层 (SDC) 由于增加了用于工具流体原料的材料使用,因此产生了更高的冲击.
- 基于石化产品的PolarClean商业合成显著增加了其制造影响.
- 使用瑞典区域能源网,具有更高的可再生能源含量,大大减少了环境影响.
结论:
- 溶剂合成和制造规模扩大的上游影响可以抵消PolarClean和GVL等替代溶剂所感知的环保益处.
- 制造工艺的选择 (DBE与SDC) 和区域能源网显著影响PSf膜生产的整体环境足迹.
- 整体的LCA方法对于准确评估膜制造中新材料和新工艺的环境性能至关重要.
