黃承鈞 / 工研院材化所
Sustainable Material Expo是一個綜合性的可持續材料展覽，每年於大阪與東京各舉辦一次。本次2024展覽展以日本企業為主要展出廠商，各化學廠商所推出的減碳產品與新技術是對應其國內既定的減碳政策，以回收再生或使用生質料源逐步替換原有石油基料源來符合政策所設定的目標。這些環保政策與企業導入新材料技術的投入反映日本對環境問題的高度重視，並努力在經濟發展與環境保護之間尋求平衡。本文內容將著重於展覽中低碳與永續發展新技術做資訊整理，介紹的議題內容包括：(1)化學回收再製產品技術； (2)生質基化學品與功能性材料技術； (3)人工智慧AI與機器學習應用於材料開發技術； (4) CO2捕捉與再利用技術；(5)低介電功能性材料。
一、化學回收技術開發
1. 三井化學 (Mitsui Chemicals)
三井化學旗下公司目前已有約40種化學產品根據質量平衡法(圖一)改為使用化學回收料源或生質料源，分別推出RePLAYER™與BePLAYER™這兩個技術銷售減碳化學品(圖二)。其中生質產品從2021年12開始生產，是以廢棄食用油為料源轉換成碳氫化合物，以PrasusTM品牌販售生質聚丙烯。化學回收再生產品主要是以購自株式会社CFP的廢棄塑膠熱裂解油做為原料，再送至三井大阪工廠裂解廠，自2024年3月開始運行。三井化學是日本第一家運轉生質與回收料源裂解設備的公司……
圖一、三井化學使用質量平衡法應用於生產品產的生產說明
二、生質材料
本次展覽中有多家廠商展出其2,5-呋喃二甲酸(FDCA)生質二酸單體的產品。目前荷蘭Avantium公司已於2024年10月揭幕全世界第一個於荷蘭Delfzijl的FDCA商業化生產旗艦工廠，年產能達到5,000噸。本次展出的技術中，已有歐洲以外的綠色化學公司陸續推出商業化生產建設計畫，其中以中國中科國生公司進展最為快速，以下就展出資訊做說明。
3. Green Chemical (株式会社グリーンケミカル)公司
Green Chemical公司的生質FDCA單體技術是源自東京工業大學所開發的新型催化製程，能夠使用100%來自非食用生物質的糖類，轉化成穩定和高純度的羥甲基糠醛(HMF)，然後再轉化為FDCA原料(圖廿一)。該公司也於現場展出FDCA單體與PEF包裝瓶，但其包裝瓶顏色較深，顯示其聚合單體純度或PEF聚合方法尚有改善的空間(圖廿二) ……
圖廿一、Green Chemical所展示的FDCA生質單體轉化技術
四、CO2捕獲與再利用技術
1. 大賽璐 (Daicel)
日本大賽璐開發出一種利用劇烈爆炸的方法，在不到一微秒的時間產生超過3,500℃的高溫和超過25 GPa的高壓，在此超極端環境中生產出3~5 nm大小的奈米鑽石，並透過在瞬間向奈米鑽石摻雜不同的元素，使其具有半導體的特性，在太陽光照射的條件下產生出電子進行CO2還原成CO的反應，且由於奈米鑽石性質穩定，可長期作為還原觸媒使用(圖卅一)……
圖卅一、Daicel透過奈米鑽石觸媒將CO2還原成CO的技術說明
五、低介電功能性材料
2. 電氣化學工業(Denka)
電氣化學工業(Denka)展出一項正在開發中的低誘電巨方子單體(Low Dielectric Macromonomer)材料(圖卅六)，可應用於5G、6G中CCL與FCCL的軟質絕緣材料，其特點除了具有低介電特性外，還具有交聯度可調控、Filler含量高、高接著性(光滑、粗糙銅箔表面)與良好的溶解性，可與硬質的PPE(PPO)材料搭配使用 ---以上為部分節錄資料，完整內容請見下方附檔。
圖卅六、Denka電氣化學公司開發中的低介電Macromonomer材料與應用物性