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