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英国巴斯大学——用糖和CO2合成环保型生物可降解聚碳酸酯PC

英国巴斯大学——用糖和CO2合成环保型生物可降解聚碳酸酯PC


糖果


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:光气法非光气法

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。

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新工艺

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。


总结

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”。

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