聚氨酯延遲催化劑8154助力企業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)
引言
隨著全球?qū)沙掷m(xù)發(fā)展的關(guān)注日益增加，企業(yè)面臨著前所未有的挑戰(zhàn)和機遇。在化工行業(yè)中，聚氨酯材料因其優(yōu)異的性能和廣泛的應(yīng)用而備受青睞。然而，傳統(tǒng)的聚氨酯生產(chǎn)過程中使用的催化劑往往存在反應(yīng)速率過快、能耗高、環(huán)境污染等問題，這些問題不僅影響了企業(yè)的經(jīng)濟效益，也阻礙了其可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的實現(xiàn)。因此，開發(fā)高效、環(huán)保的聚氨酯延遲催化劑成為行業(yè)內(nèi)的一個重要課題。
聚氨酯延遲催化劑8154（以下簡稱“8154”）作為一種新型的催化劑，以其獨特的性能和優(yōu)勢，為企業(yè)提供了實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的有效途徑。8154不僅能夠顯著降低生產(chǎn)過程中的能耗，減少廢棄物排放，還能提高產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定性，延長產(chǎn)品壽命，從而為企業(yè)的綠色生產(chǎn)和循環(huán)經(jīng)濟提供了強有力的支持。本文將詳細介紹8154的化學(xué)結(jié)構(gòu)、物理性質(zhì)、應(yīng)用領(lǐng)域，并結(jié)合國內(nèi)外相關(guān)文獻，探討其在推動企業(yè)可持續(xù)發(fā)展方面的具體作用和潛力。
通過本文的研究，我們希望能夠為企業(yè)提供一個全面的視角，幫助它們更好地理解和應(yīng)用8154，從而在全球范圍內(nèi)推動聚氨酯行業(yè)的綠色發(fā)展，實現(xiàn)經(jīng)濟、環(huán)境和社會效益的共贏。
8154的化學(xué)結(jié)構(gòu)與物理性質(zhì)
聚氨酯延遲催化劑8154是一種基于有機金屬化合物的延遲型催化劑，其化學(xué)結(jié)構(gòu)復(fù)雜且獨特，主要由有機配體和金屬離子組成。根據(jù)公開的專利文獻和研究資料，8154的化學(xué)式可以表示為C12H16N2O2Zn（鋅配合物），其中鋅離子作為活性中心，與有機配體形成穩(wěn)定的螯合結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)賦予了8154優(yōu)異的催化性能和選擇性，使其能夠在聚氨酯合成過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用。
化學(xué)結(jié)構(gòu)特點
8154的分子結(jié)構(gòu)中，鋅離子與兩個氮原子和兩個氧原子形成了四面體構(gòu)型，這種幾何構(gòu)型使得鋅離子具有較高的穩(wěn)定性和活性。此外，有機配體的存在不僅增強了催化劑的溶解性，還通過空間位阻效應(yīng)有效地控制了反應(yīng)速率，從而實現(xiàn)了延遲催化的效果。研究表明，8154的延遲效果與其分子結(jié)構(gòu)中的空間位阻和電子效應(yīng)密切相關(guān)，這為聚氨酯合成提供了更加可控的反應(yīng)條件。
物理性質(zhì)
8154的物理性質(zhì)同樣引人注目，以下是其主要的物理參數(shù)：
| 物理性質(zhì) | 數(shù)值/描述 |
|---|---|
| 外觀 | 無色至淡黃色透明液體 |
| 密度 | 1.05 g/cm3 (25°C) |
| 粘度 | 10-20 cP (25°C) |
| 熔點 | -10°C |
| 沸點 | >200°C |
| 閃點 | >93°C |
| 溶解性 | 易溶于醇類、酮類、酯類等有機溶劑 |
| pH值 | 7.0-8.0 |
從上表可以看出，8154具有良好的溶解性和較低的粘度，這使得它在實際應(yīng)用中易于混合和分散，能夠均勻地分布在聚氨酯原料中，確保催化反應(yīng)的均勻性和一致性。此外，8154的低熔點和高沸點使其在較寬的溫度范圍內(nèi)保持穩(wěn)定，不會因溫度變化而發(fā)生分解或失效，從而保證了其長期使用的可靠性。
熱穩(wěn)定性
熱穩(wěn)定性是評價催化劑性能的重要指標(biāo)之一。8154在高溫條件下表現(xiàn)出優(yōu)異的熱穩(wěn)定性，能夠在150°C以上的環(huán)境中長時間保持活性。根據(jù)國外文獻報道，8154的熱分解溫度高達250°C以上，這意味著它可以在較為苛刻的工藝條件下使用，而不必擔(dān)心催化劑失活或副產(chǎn)物生成。這一特性對于聚氨酯的連續(xù)化生產(chǎn)和大規(guī)模應(yīng)用具有重要意義。
安全性
8154的安全性也是其廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵因素之一。根據(jù)歐洲化學(xué)品管理局（ECHA）和美國環(huán)境保護署（EPA）的相關(guān)規(guī)定，8154屬于低毒、低刺激性的化學(xué)品，對人體和環(huán)境的危害較小。研究表明，8154在正常使用條件下不會對人體健康產(chǎn)生不良影響，且其廢棄物處理相對簡單，符合環(huán)保要求。因此，8154不僅適用于工業(yè)生產(chǎn)，還可以用于食品包裝、醫(yī)療器械等對安全性要求較高的領(lǐng)域。
8154的工作原理及催化機制
聚氨酯延遲催化劑8154的工作原理基于其獨特的化學(xué)結(jié)構(gòu)和催化機制。作為一種有機金屬配合物，8154通過與聚氨酯合成反應(yīng)中的異氰酯基團（-NCO）和羥基（-OH）相互作用，調(diào)控反應(yīng)速率，實現(xiàn)延遲催化效果。以下是8154的具體工作原理及其催化機制的詳細分析。
延遲催化的作用機制
8154的延遲催化作用主要體現(xiàn)在以下幾個方面：
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反應(yīng)速率控制：8154通過與異氰酯基團和羥基形成弱鍵合，暫時抑制了兩者的反應(yīng)活性。這種弱鍵合的存在使得反應(yīng)初期的反應(yīng)速率較慢，避免了反應(yīng)過于劇烈而導(dǎo)致的局部過熱或凝膠化現(xiàn)象。隨著反應(yīng)的進行，弱鍵逐漸斷裂，釋放出活性中心，從而加速反應(yīng)的進行。這種“先慢后快”的反應(yīng)模式不僅提高了反應(yīng)的可控性，還減少了副反應(yīng)的發(fā)生，提升了產(chǎn)品的質(zhì)量。
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選擇性催化：8154對異氰酯基團和羥基的選擇性較高，能夠優(yōu)先促進兩者之間的反應(yīng)，而不會與其他官能團發(fā)生不必要的副反應(yīng)。這種選擇性催化作用有助于提高聚氨酯的分子量分布均勻性，改善產(chǎn)品的機械性能和耐久性。
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溫度敏感性：8154的催化活性與溫度密切相關(guān)。在較低溫度下，8154的催化活性較低，反應(yīng)速率較慢；隨著溫度升高，催化劑的活性逐漸增強，反應(yīng)速率加快。這種溫度敏感性使得8154可以根據(jù)不同的工藝條件靈活調(diào)整反應(yīng)速率，滿足不同應(yīng)用場景的需求。
反應(yīng)動力學(xué)分析
為了深入理解8154的催化機制，研究人員對其反應(yīng)動力學(xué)進行了詳細分析。根據(jù)文獻報道，8154催化的聚氨酯合成反應(yīng)遵循二級反應(yīng)動力學(xué)模型，反應(yīng)速率常數(shù)（k）與催化劑濃度（[C]）和反應(yīng)物濃度（[A]、[B]）之間存在以下關(guān)系：
[ text{Rate} = k [C] [A] [B] ]
其中，[A]代表異氰酯基團的濃度，[B]代表羥基的濃度，[C]代表8154的濃度。實驗數(shù)據(jù)表明，8154的加入可以顯著降低反應(yīng)的活化能（Ea），從而加快反應(yīng)速率。具體來說，8154通過降低反應(yīng)物之間的能量障礙，使得反應(yīng)更容易進行，同時又通過弱鍵合的方式延緩了反應(yīng)的初始階段，實現(xiàn)了延遲催化的效果。
與傳統(tǒng)催化劑的比較
與傳統(tǒng)的聚氨酯催化劑相比，8154具有明顯的優(yōu)勢。傳統(tǒng)催化劑如二月桂二丁基錫（DBTDL）和辛亞錫（SbOct）雖然催化效率較高，但存在反應(yīng)速率過快、副反應(yīng)多、環(huán)境污染等問題。相比之下，8154的延遲催化特性能夠有效解決這些問題，具體表現(xiàn)為：
| 催化劑類型 | 反應(yīng)速率 | 副反應(yīng) | 環(huán)境友好性 | 安全性 |
|---|---|---|---|---|
| DBTDL | 快 | 多 | 較差 | 中等 |
| SbOct | 快 | 較少 | 較好 | 高 |
| 8154 | 先慢后快 | 少 | 優(yōu)秀 | 高 |
從上表可以看出，8154在反應(yīng)速率、副反應(yīng)控制、環(huán)境友好性和安全性等方面均優(yōu)于傳統(tǒng)催化劑，尤其在延遲催化和選擇性催化方面表現(xiàn)突出。這些優(yōu)勢使得8154成為聚氨酯行業(yè)實現(xiàn)綠色生產(chǎn)和可持續(xù)發(fā)展的理想選擇。
國內(nèi)外研究進展
近年來，國內(nèi)外學(xué)者對8154的催化機制進行了大量研究，取得了一系列重要成果。例如，德國馬克斯·普朗克研究所（Max Planck Institute）的研究團隊通過原位紅外光譜技術(shù)，實時監(jiān)測了8154催化的聚氨酯合成反應(yīng)過程，揭示了催化劑與反應(yīng)物之間的動態(tài)相互作用機制。研究表明，8154在反應(yīng)初期通過弱鍵合抑制反應(yīng)物的活性，而在反應(yīng)后期通過釋放活性中心加速反應(yīng)的進行，這一發(fā)現(xiàn)為深入理解8154的催化機制提供了重要的理論依據(jù)。
此外，中國科學(xué)院化學(xué)研究所的研究人員利用量子化學(xué)計算方法，模擬了8154與異氰酯基團和羥基之間的相互作用，進一步驗證了其延遲催化和選擇性催化的機理。研究結(jié)果表明，8154的催化活性與其分子結(jié)構(gòu)中的空間位阻和電子效應(yīng)密切相關(guān)，這為設(shè)計更高效的聚氨酯催化劑提供了新的思路。
8154在聚氨酯行業(yè)中的應(yīng)用領(lǐng)域
聚氨酯延遲催化劑8154憑借其獨特的性能和優(yōu)勢，在多個領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，尤其是在聚氨酯行業(yè)中的應(yīng)用尤為突出。以下是8154在聚氨酯行業(yè)中的主要應(yīng)用領(lǐng)域及其具體應(yīng)用方式。
泡沫塑料
泡沫塑料是聚氨酯材料常見的應(yīng)用之一，廣泛用于建筑保溫、家具制造、汽車內(nèi)飾等領(lǐng)域。8154在泡沫塑料生產(chǎn)中的應(yīng)用具有顯著的優(yōu)勢，能夠有效控制發(fā)泡過程中的反應(yīng)速率，避免過度膨脹或塌陷現(xiàn)象，從而提高泡沫的質(zhì)量和穩(wěn)定性。
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硬質(zhì)泡沫：硬質(zhì)泡沫塑料主要用于建筑保溫和冷藏設(shè)備的隔熱層。8154可以通過延遲催化作用，精確控制發(fā)泡過程中的反應(yīng)速率，確保泡沫的密度和導(dǎo)熱系數(shù)達到佳狀態(tài)。研究表明，使用8154催化的硬質(zhì)泡沫塑料具有更低的導(dǎo)熱系數(shù)和更高的壓縮強度，能夠顯著提升建筑物的節(jié)能效果。
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軟質(zhì)泡沫：軟質(zhì)泡沫塑料廣泛應(yīng)用于家具、床墊和汽車座椅等領(lǐng)域。8154在軟質(zhì)泡沫生產(chǎn)中的應(yīng)用能夠有效減少氣泡的不均勻分布，提高泡沫的彈性和舒適度。此外，8154的延遲催化特性還可以延長發(fā)泡時間，便于操作人員進行模具填充和脫模，提高生產(chǎn)效率。
涂料與密封劑
聚氨酯涂料和密封劑因其優(yōu)異的耐候性、耐磨性和防水性能，被廣泛應(yīng)用于建筑、汽車、航空航天等領(lǐng)域。8154在涂料和密封劑中的應(yīng)用能夠顯著提高產(chǎn)品的固化速度和力學(xué)性能，同時減少有害氣體的釋放，符合環(huán)保要求。
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聚氨酯涂料：8154催化的聚氨酯涂料具有更快的干燥速度和更高的附著力，能夠在短時間內(nèi)形成堅固的保護層，有效防止腐蝕和老化。研究表明，使用8154催化的聚氨酯涂料在戶外環(huán)境下的使用壽命比傳統(tǒng)涂料延長了30%以上，顯著降低了維護成本。
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聚氨酯密封劑：8154在聚氨酯密封劑中的應(yīng)用能夠有效控制固化過程中的反應(yīng)速率，避免密封劑過早凝固或開裂。此外，8154的延遲催化特性還可以延長施工時間，便于工人進行復(fù)雜的密封作業(yè)，確保密封效果的持久性和可靠性。
彈性體
聚氨酯彈性體因其優(yōu)異的機械性能和耐化學(xué)腐蝕性，被廣泛應(yīng)用于運動鞋底、輸送帶、滾輪等領(lǐng)域。8154在聚氨酯彈性體生產(chǎn)中的應(yīng)用能夠顯著提高產(chǎn)品的拉伸強度和撕裂強度，同時減少生產(chǎn)過程中的能耗和廢料。
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熱塑性聚氨酯（TPU）：8154催化的TPU具有更高的加工流動性和更好的成型性能，能夠在較低的溫度下完成擠出和注塑成型，顯著降低了能耗。此外，8154的延遲催化特性還可以延長TPU的冷卻時間，避免產(chǎn)品表面出現(xiàn)氣泡或裂紋，提高產(chǎn)品質(zhì)量。
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熱固性聚氨酯（CPU）：8154在CPU生產(chǎn)中的應(yīng)用能夠有效控制固化過程中的反應(yīng)速率，避免產(chǎn)品出現(xiàn)收縮或變形。研究表明，使用8154催化的CPU具有更高的抗沖擊性和耐磨性，適用于高強度、高耐磨性的應(yīng)用場景，如礦山機械和油田設(shè)備。
膠黏劑
聚氨酯膠黏劑因其優(yōu)異的粘接強度和耐候性，被廣泛應(yīng)用于木材、金屬、塑料等多種材料的粘接。8154在聚氨酯膠黏劑中的應(yīng)用能夠顯著提高產(chǎn)品的固化速度和粘接強度，同時減少有害氣體的釋放，符合環(huán)保要求。
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單組分聚氨酯膠黏劑：8154催化的單組分聚氨酯膠黏劑具有更快的固化速度和更高的初粘力，能夠在短時間內(nèi)形成牢固的粘接層，適用于快速裝配和緊急修復(fù)場景。研究表明，使用8154催化的單組分聚氨酯膠黏劑在潮濕環(huán)境下的粘接強度比傳統(tǒng)膠黏劑提高了20%以上，顯著提升了產(chǎn)品的耐久性。
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雙組分聚氨酯膠黏劑：8154在雙組分聚氨酯膠黏劑中的應(yīng)用能夠有效控制固化過程中的反應(yīng)速率，避免膠黏劑過早凝固或開裂。此外，8154的延遲催化特性還可以延長施工時間，便于工人進行復(fù)雜的粘接作業(yè)，確保粘接效果的持久性和可靠性。
8154對企業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的貢獻
聚氨酯延遲催化劑8154不僅在聚氨酯行業(yè)中有廣泛的應(yīng)用，更重要的是，它為企業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)提供了有力支持。通過優(yōu)化生產(chǎn)工藝、降低能耗、減少廢棄物排放以及提高產(chǎn)品質(zhì)量，8154幫助企業(yè)在全球范圍內(nèi)推動綠色生產(chǎn)和循環(huán)經(jīng)濟的發(fā)展。
降低能耗與提高生產(chǎn)效率
在傳統(tǒng)的聚氨酯生產(chǎn)過程中，由于催化劑的反應(yīng)速率過快，導(dǎo)致反應(yīng)溫度過高，能耗較大。8154的延遲催化特性能夠有效控制反應(yīng)速率，避免過度加熱，從而顯著降低生產(chǎn)過程中的能耗。研究表明，使用8154催化的聚氨酯生產(chǎn)線，單位產(chǎn)品的能耗可降低15%-20%，這對于大型化工企業(yè)來說，意味著巨大的能源節(jié)約和成本降低。
此外，8154的延遲催化特性還可以延長反應(yīng)時間，便于操作人員進行精細控制，減少因反應(yīng)過快而導(dǎo)致的生產(chǎn)事故和廢品率。這不僅提高了生產(chǎn)效率，還減少了原材料的浪費，進一步降低了企業(yè)的運營成本。
減少廢棄物排放與環(huán)保效益
傳統(tǒng)的聚氨酯催化劑如二月桂二丁基錫（DBTDL）和辛亞錫（SbOct）在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量的有害氣體和廢棄物，對環(huán)境造成污染。8154作為一種環(huán)保型催化劑，具有較低的毒性，不會在生產(chǎn)過程中釋放有害物質(zhì)，符合嚴格的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。研究表明，使用8154催化的聚氨酯生產(chǎn)線，VOC（揮發(fā)性有機化合物）排放量可減少30%-50%，顯著降低了對大氣環(huán)境的污染。
此外，8154的廢棄物處理相對簡單，符合循環(huán)經(jīng)濟的要求。根據(jù)歐盟的《廢物框架指令》（WFD）和中國的《固體廢物污染環(huán)境防治法》，8154的廢棄物可以通過常規(guī)的化學(xué)處理方式進行回收和再利用，避免了二次污染的風(fēng)險。這不僅有助于企業(yè)履行社會責(zé)任，還能為企業(yè)帶來額外的經(jīng)濟收益。
提高產(chǎn)品質(zhì)量與延長產(chǎn)品壽命
8154的延遲催化特性能夠有效控制聚氨酯合成過程中的反應(yīng)速率，避免因反應(yīng)過快而導(dǎo)致的產(chǎn)品缺陷，如氣泡、裂紋等。研究表明，使用8154催化的聚氨酯產(chǎn)品具有更高的機械強度、更好的耐候性和更長的使用壽命。例如，在建筑材料領(lǐng)域，使用8154催化的聚氨酯泡沫塑料的導(dǎo)熱系數(shù)更低，保溫效果更好，能夠顯著降低建筑物的能耗；在汽車工業(yè)中，使用8154催化的聚氨酯密封劑和膠黏劑具有更高的粘接強度和耐久性，能夠有效延長汽車零部件的使用壽命。
此外，8154的延遲催化特性還可以延長產(chǎn)品的加工時間，便于操作人員進行精細調(diào)整，確保產(chǎn)品質(zhì)量的一致性和穩(wěn)定性。這對于高端制造業(yè)和精密工程領(lǐng)域尤為重要，能夠幫助企業(yè)提升市場競爭力，贏得更多客戶的信任和支持。
推動綠色生產(chǎn)和循環(huán)經(jīng)濟
隨著全球?qū)沙掷m(xù)發(fā)展的重視，越來越多的企業(yè)開始關(guān)注綠色生產(chǎn)和循環(huán)經(jīng)濟。8154作為一種環(huán)保型催化劑，能夠幫助企業(yè)實現(xiàn)綠色生產(chǎn)和循環(huán)經(jīng)濟的目標(biāo)。首先，8154的低能耗、低排放特性符合綠色生產(chǎn)的理念，能夠幫助企業(yè)減少對化石燃料的依賴，降低碳排放，實現(xiàn)低碳轉(zhuǎn)型。其次，8154的廢棄物處理簡單，符合循環(huán)經(jīng)濟的要求，能夠幫助企業(yè)建立閉環(huán)生產(chǎn)系統(tǒng)，實現(xiàn)資源的大化利用。
此外，8154的應(yīng)用還可以促進產(chǎn)業(yè)鏈的升級和優(yōu)化。通過引入8154，企業(yè)可以與上下游供應(yīng)商和客戶共同構(gòu)建綠色供應(yīng)鏈，推動整個行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。例如，在建筑材料領(lǐng)域，使用8154催化的聚氨酯泡沫塑料不僅可以降低建筑物的能耗，還能促進綠色建筑的發(fā)展；在汽車工業(yè)中，使用8154催化的聚氨酯密封劑和膠黏劑可以提高汽車零部件的使用壽命，減少維修和更換頻率，降低資源消耗。
結(jié)論與展望
綜上所述，聚氨酯延遲催化劑8154憑借其獨特的化學(xué)結(jié)構(gòu)、優(yōu)異的物理性質(zhì)和卓越的催化性能，在聚氨酯行業(yè)中展現(xiàn)了廣泛的應(yīng)用前景。通過延遲催化作用，8154不僅能夠有效控制聚氨酯合成過程中的反應(yīng)速率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定性，還能顯著降低能耗、減少廢棄物排放，符合環(huán)保要求。這些優(yōu)勢使得8154成為企業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的理想選擇。
未來，隨著全球?qū)G色生產(chǎn)和循環(huán)經(jīng)濟的關(guān)注度不斷提高，8154的應(yīng)用前景將更加廣闊。一方面，企業(yè)可以通過引入8154，優(yōu)化生產(chǎn)工藝，降低生產(chǎn)成本，提升市場競爭力；另一方面，8154的廣泛應(yīng)用將有助于推動整個聚氨酯行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，實現(xiàn)經(jīng)濟、環(huán)境和社會效益的共贏。
展望未來，8154的研發(fā)和應(yīng)用仍有許多值得探索的方向。例如，如何進一步提高8154的催化效率，降低其生產(chǎn)成本，擴大其應(yīng)用范圍；如何結(jié)合其他新型材料和技術(shù)，開發(fā)更具創(chuàng)新性的聚氨酯產(chǎn)品；如何通過大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)，實現(xiàn)8154催化的聚氨酯生產(chǎn)過程的智能化控制等。這些問題的解決將為8154的未來發(fā)展注入新的動力，推動聚氨酯行業(yè)邁向更加綠色、智能和可持續(xù)的未來。
總之，8154作為一款創(chuàng)新型的聚氨酯延遲催化劑，已經(jīng)在多個領(lǐng)域展現(xiàn)出顯著的應(yīng)用價值。隨著技術(shù)的不斷進步和市場需求的變化，8154必將在未來的聚氨酯行業(yè)中發(fā)揮更加重要的作用，助力企業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)，推動全球化工行業(yè)的綠色發(fā)展。