图片源自英国巴斯大学官网
聚碳酸酯（PC）是一种性能优良的热塑性工程塑料，具有突出的抗冲击能力，耐蠕变和尺寸稳定性好，耐热、吸水率低、无毒、介电性能优良，是5大工程塑料中唯一具有良好透明性的产品，也是近年来增长速度最快的通用工程塑料。目前广泛应用于汽车、电子电气、建筑、办公设备、包装、运动器材、医疗保健等领域。随着改性研究的不断深入，正迅速拓展到航空航天、计算机、光盘等高科技领域。
目前，PC的合成方法主要分为两种：光气法和非光气法。
光气界面缩聚合成PC
光气法合成工艺简单，对设备要求不高，但是不够环保安全。非光气法解决了光气法不安全的问题，但是对工艺和设备要求较高，产品的性能不够稳定。
不管是光气法还是非光气法，PC树脂的合成原料中都有双酚A的存在。而双酚A是一种环境类雌激素，会诱导神经系统相关的学习和记忆障碍。所以，禁止使用在婴幼儿奶瓶中。
所以，怎样使用更安全的原料、更简单的工艺去合成PC树脂，是当前研究的热点。
据英国巴斯大学官网介绍，该校一研发团队，致力于将糖和CO2转化为环保型PC塑料，不再使用双酚A。并且这种环保PC塑料可以生物降解，具有良好的应用前景。
小编接下来就给大家简单介绍一下这项研究。
新工艺：利用CO2将糖转化成塑料（图片来源英国巴斯大学官网）
1、来源更安全的PC树脂
（1）目前，PC树脂可广泛用于饮料瓶、镜片、手机的防刮涂层、CD和DVD。用途极为广泛，安全性要求较高。
（2）PC树脂的主要合成原料是双酚A和COCl2，其中双酚A对神经系统有一定的危害，所以禁止使用在婴儿的奶瓶上，COCl2更是第一次世界大战中的化学武器，安全性较差。
（3）巴斯大学科学家们研究了用糖和CO2合成PC树脂的新过程。该过程可在低压和室温下实现，更为简单和安全。
2、生物可降解性和生物相容性
（1）生物可降解性：与目前PC塑料相比具有相似的物理性质，如高强度、良好的透明性。区别在于可被土壤中的细菌分解，重新变成糖和CO2。
（2）良好的生物相容性：可被应用于某些医疗埋植物或者是组织和器官的支架等。
研究人员称：“日益增长的人口，对塑料的需求也越来越大。新研究的PC树脂是利用可再生的资源合成的，不再依赖于不可再生的石化资源。并且成本会更低，因为这种塑料可进行生物降解，不会对我们的海洋和土壤产生负担。”
“新的合成工艺使用CO2而代替高毒性的化学原料，塑料制品中不在含有双酚A这类物质。因此产品不仅更安全，而且制造过程也更清洁。”
目前，该研究团队使用的糖是DNA成分中的一种，所以具有良好的生物相容性。并且可以调整化学结构，赋予这类塑料新的性能。如让塑料带正电，增加与细胞的粘附性，用作器官组织工程的支架等。此外，研究团队也尝试了其他种类的糖，如核糖和甘露糖。
艾邦总结：
小编认为，一方面，随着“以塑代钢”“以塑代木”的发展趋势，塑料在生活和工业中的应用将越来越为重要，特别是工程塑料。另一方面，由于塑料的不可降解性，也给环境和人类健康带来很大的隐患。这二者自然是相矛盾的，但是如果可以使用可再生、环保安全的原料来合成这些塑料树脂，并且这些塑料制品在废弃后可以被自然降解回收。那么，塑料制品就会真正成为“人类的朋友”。欢迎加入艾邦PC交流群群，群主微信ixuzhu，验证信息：姓名+公司名称。和行业人士共同交流。
素材来源于网络，由艾邦高分子团队整理编辑！
原文文献：
[1]Georgina L. Gregory, Gabriele Kociok-Köhn 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-Köhn, 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-Köhn, 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
第二届长纤增强复合材料及汽车轻量化论坛
2017年10月20日
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长玻纤增强塑料国家标准以及国内汽车行业应用介绍 |
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上海纳岩 技术总监 孙洲瑜 |
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