新型生物基工程彈性體和生物可降解彈性體
發(fā)布時(shí)間：2011/12/05 作者: 張立群 康海瀾 王潤(rùn)國(guó) 王朝 烏艷 危濤 花國(guó)智 來(lái)源: 中國(guó)橡膠網(wǎng)
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橡膠材料廣泛地應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防、尖端技術(shù)及日常生活中，被譽(yù)為重要的戰(zhàn)略物資。據(jù)國(guó)際橡膠研究組織（IRSG）最近發(fā)布的2010年橡膠消費(fèi)量數(shù)據(jù)顯示，2010年橡膠的總消費(fèi)量達(dá)到2370萬(wàn)噸，到2020年其消耗量將達(dá)到3150萬(wàn)噸。但是，生產(chǎn)合成橡膠的原料基本上都是來(lái)源于化石資源。另外，在能源、資源與環(huán)境都受到嚴(yán)重挑戰(zhàn)的今天,以大量能源資源消耗為代價(jià)的化工工業(yè)正在面臨著嚴(yán)峻的考驗(yàn)。充分利用可再生資源、減少對(duì)石油等不可再生的化石資源的依賴對(duì)促進(jìn)全球經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展具有十分重大的意義。[1] 以生物基化學(xué)品為原料開(kāi)發(fā)不依賴于化石資源的生物基聚合物，特別是生物基工程彈性體（ Biobased Engineering Elastomer ）具有重大意義。雖然人們?cè)谏锘酆衔锓矫孀髁撕芏喙ぷ?，成功開(kāi)發(fā)了不同類型的生物基塑料 [2-9]，但是迄今為止尚未有不依賴于化石資源的化學(xué)合成的生物基工程彈性體的報(bào)道。本課題組在研究生物可降解彈性體的過(guò)程中，結(jié)合我國(guó)日益增長(zhǎng)的資源和能源危機(jī)，同時(shí)結(jié)合彈性體材料科學(xué)與工程的國(guó)際發(fā)展趨勢(shì)，在國(guó)際上第一次提出了生物基工程彈性體（Biobased Engineering Elastomer，BEE）的概念和內(nèi)涵，明確指出大力發(fā)展生物基工程彈性體材料將是世界彈性體科學(xué)與工程研究的重要方向之一。本課題組首次提出了生物基工程彈性體應(yīng)該具備的四個(gè)基本條件：（1）所用原料不依賴于化石資源，主要通過(guò)可再生的生物資源來(lái)制備，單體容易獲得，價(jià)格便宜；（2）通過(guò)化學(xué)合成或者生物合成的這些彈性體應(yīng)當(dāng)具良好的環(huán)境穩(wěn)定性，例如較低的吸水率和非常低的降解速率；（3）合成的彈性體應(yīng)該與傳統(tǒng)的橡膠加工成型工藝有良好的相容性，可采用傳統(tǒng)的橡膠加工工藝加工成型，例如混合，模壓和硫化等工藝；（4）合成彈性體（包括增強(qiáng)或未增強(qiáng)的）應(yīng)該具有與傳統(tǒng)合成橡膠相比擬的理想的物理機(jī)械性能，可以適合于多方面的工程應(yīng)用。因此，本課題組選用1,3-丙二醇，1,4-丁二醇，癸二酸，丁二酸，衣康酸和大豆油等生物質(zhì)單體，通過(guò)分子設(shè)計(jì)、聚合優(yōu)化等合成了一系列的新型生物基工程彈性體，其具有低玻璃化轉(zhuǎn)變、高綜合力學(xué)性能、優(yōu)良的環(huán)境穩(wěn)定性和加工性能（傳統(tǒng)的橡膠混煉（納米顆粒填充增強(qiáng)）和化學(xué)交聯(lián)方式。
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