英國(guó)巴斯大學(xué)——用糖和CO2合成環(huán)保型生物可降解聚碳酸酯PC

圖片源自英國(guó)巴斯大學(xué)官網(wǎng)

聚碳酸酯（PC）是一種性能優(yōu)良的熱塑性工程塑料，具有突出的抗沖擊能力，耐蠕變和尺寸穩(wěn)定性好，耐熱、吸水率低、無毒、介電性能優(yōu)良，是5大工程塑料中唯一具有良好透明性的產(chǎn)品，也是近年來增長(zhǎng)速度最快的通用工程塑料。目前廣泛應(yīng)用于汽車、電子電氣、建筑、辦公設(shè)備、包裝、運(yùn)動(dòng)器材、醫(yī)療保健等領(lǐng)域。隨著改性研究的不斷深入，正迅速拓展到航空航天、計(jì)算機(jī)、光盤等高科技領(lǐng)域。

目前，PC的合成方法主要分為兩種：光氣法和非光氣法。

光氣界面縮聚合成PC

光氣法合成工藝簡(jiǎn)單，對(duì)設(shè)備要求不高，但是不夠環(huán)保安全。非光氣法解決了光氣法不安全的問題，但是對(duì)工藝和設(shè)備要求較高，產(chǎn)品的性能不夠穩(wěn)定。

不管是光氣法還是非光氣法，PC樹脂的合成原料中都有雙酚A的存在。而雙酚A是一種環(huán)境類雌激素，會(huì)誘導(dǎo)神經(jīng)系統(tǒng)相關(guān)的學(xué)習(xí)和記憶障礙。所以，禁止使用在嬰幼兒奶瓶中。

所以，怎樣使用更安全的原料、更簡(jiǎn)單的工藝去合成PC樹脂，是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。

據(jù)英國(guó)巴斯大學(xué)官網(wǎng)介紹，該校一研發(fā)團(tuán)隊(duì)，致力于將糖和CO2轉(zhuǎn)化為環(huán)保型PC塑料，不再使用雙酚A。并且這種環(huán)保PC塑料可以生物降解，具有良好的應(yīng)用前景。

小編接下來就給大家簡(jiǎn)單介紹一下這項(xiàng)研究。

新工藝：利用CO2將糖轉(zhuǎn)化成塑料（圖片來源英國(guó)巴斯大學(xué)官網(wǎng)）

1、來源更安全的PC樹脂

（1）目前，PC樹脂可廣泛用于飲料瓶、鏡片、手機(jī)的防刮涂層、CD和DVD。用途極為廣泛，安全性要求較高。

（2）PC樹脂的主要合成原料是雙酚A和COCl2，其中雙酚A對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)有一定的危害，所以禁止使用在嬰兒的奶瓶上，COCl2更是第一次世界大戰(zhàn)中的化學(xué)武器，安全性較差。

（3）巴斯大學(xué)科學(xué)家們研究了用糖和CO2合成PC樹脂的新過程。該過程可在低壓和室溫下實(shí)現(xiàn)，更為簡(jiǎn)單和安全。

2、生物可降解性和生物相容性

（1）生物可降解性：與目前PC塑料相比具有相似的物理性質(zhì)，如高強(qiáng)度、良好的透明性。區(qū)別在于可被土壤中的細(xì)菌分解，重新變成糖和CO2。

（2）良好的生物相容性：可被應(yīng)用于某些醫(yī)療埋植物或者是組織和器官的支架等。

研究人員稱：“日益增長(zhǎng)的人口，對(duì)塑料的需求也越來越大。新研究的PC樹脂是利用可再生的資源合成的，不再依賴于不可再生的石化資源。并且成本會(huì)更低，因?yàn)檫@種塑料可進(jìn)行生物降解，不會(huì)對(duì)我們的海洋和土壤產(chǎn)生負(fù)擔(dān)?！?/p>

“新的合成工藝使用CO2而代替高毒性的化學(xué)原料，塑料制品中不在含有雙酚A這類物質(zhì)。因此產(chǎn)品不僅更安全，而且制造過程也更清潔。”

目前，該研究團(tuán)隊(duì)使用的糖是DNA成分中的一種，所以具有良好的生物相容性。并且可以調(diào)整化學(xué)結(jié)構(gòu)，賦予這類塑料新的性能。如讓塑料帶正電，增加與細(xì)胞的粘附性，用作器官組織工程的支架等。此外，研究團(tuán)隊(duì)也嘗試了其他種類的糖，如核糖和甘露糖。

艾邦總結(jié)：

小編認(rèn)為，一方面，隨著“以塑代鋼”“以塑代木”的發(fā)展趨勢(shì)，塑料在生活和工業(yè)中的應(yīng)用將越來越為重要，特別是工程塑料。另一方面，由于塑料的不可降解性，也給環(huán)境和人類健康帶來很大的隱患。這二者自然是相矛盾的，但是如果可以使用可再生、環(huán)保安全的原料來合成這些塑料樹脂，并且這些塑料制品在廢棄后可以被自然降解回收。那么，塑料制品就會(huì)真正成為“人類的朋友”。歡迎加入艾邦PC交流群群，群主微信ixuzhu，驗(yàn)證信息：姓名+公司名稱。和行業(yè)人士共同交流。 

素材來源于網(wǎng)絡(luò)，由艾邦高分子團(tuán)隊(duì)整理編輯！

原文文獻(xiàn)：

[1]Georgina L. Gregory, Gabriele Kociok-K?hn and Antoine Buchard “Polymers from sugars and CO2: ring-opening polymerisation and copolymerisation of cyclic carbonates derived from 2-deoxy-D-ribose” DOI: 10.1039/C7PY00236J Polymer Chemistry, 2017, 8, 2093-2104

[2]Georgina L. Gregory, Elizabeth M. Hierons, Gabriele Kociok-K?hn, Ram I. Sharma and Antoine Buchard “CO2-Driven stereochemical inversion of sugars to create thymidine-based polycarbonates by ring-opening polymerisation” DOI: 10.1039/C7PY00118E Polymer Chemistry, 2017, 8, 1714-1721

[3]Georgina L. Gregory, Liliana M. Jenisch, Bethan Charles, Gabriele Kociok-K?hn, and Antoine Buchard “Polymers from Sugars and CO2: Synthesis and Polymerization of a d-Mannose-Based Cyclic Carbonate” DOI: 10.1021/acs.macromol.6b01492 Macromolecules, 2016, 49, 7165-7169

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