生物基彈性體——理想的綠色高分子材料

      很多人對于生物基并不是很清楚，實(shí)際上生物基產(chǎn)品主要指除糧食以外的秸稈等木質(zhì)纖維素類農(nóng)林廢棄物。以其為原料生產(chǎn)環(huán)境友好的化工產(chǎn)品和綠色能源是人類實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，生物基材料的應(yīng)用越來越廣泛。

新世紀(jì)以來，生物基材料受到發(fā)達(dá)國家廣泛重視，呈現(xiàn)快速發(fā)展的勢頭，以農(nóng)林生物質(zhì)為原料轉(zhuǎn)化制造的生物塑料、節(jié)能保溫材料、木塑復(fù)合材料、熱固性樹脂材料、功能高分子材料等生物基材料和生物基單體化合物、生物基助劑、表面活性劑等生物基大宗精細(xì)化學(xué)品快速增加，產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)性正在逐步增強(qiáng)。拜耳、巴斯夫、?？松梨凇⑷堑肋_(dá)爾、杜邦化工等跨國公司長期致力于生物基材料的研發(fā)，推動(dòng)了全球生物基材料的商業(yè)化進(jìn)程。對于一異戊二烯來說，因其可生產(chǎn)輪胎，在工業(yè)發(fā)展上十分重要。目前，美國丹尼斯克公司與固特異公司正在合作開辟生物基異戊二烯工藝路線，以部門替換石油(petro)基橡膠和苯乙烯基彈性體工藝。生物基異戊二烯可以出產(chǎn)輪胎用的合成橡膠和其他彈性體，可使輪胎產(chǎn)業(yè)更少地依靠石油衍生物產(chǎn)物。同樣，另一種生物基材料丁二醇也已獲得大量工業(yè)化生產(chǎn)。

什么是生物基材料？

生物基材料是以谷物、豆科、秸稈、竹木粉等可再生生物質(zhì)為原料，通過生物轉(zhuǎn)化獲得生物高分子材料或單體，然后進(jìn)一步聚合形成的高分子材料。

生物基材料包括通過生物合成、生物加工、生物煉制過程獲得的生物醇、有機(jī)酸、烷烴、烯烴等基礎(chǔ)生物基化學(xué)品，和生物基塑料、生物基纖維、糖工程產(chǎn)品、生物基橡膠以及通過生物質(zhì)熱塑性加工得到塑料材料等。

因?yàn)樯锘牧暇哂芯G色、環(huán)境友好、原料可再生以及可生物降解的特性，因此，新材料產(chǎn)業(yè)是我國戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)主要內(nèi)容。利用豐富的農(nóng)林生物質(zhì)資源，開發(fā)環(huán)境友好和可循環(huán)利用的生物基材料，最大限度地替代塑料、鋼材、水泥等材料，是國際新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要方向。

生物基材料的應(yīng)用

生物基材料的應(yīng)用多種多樣，我們的日常生活中經(jīng)常用到的如包裝材料、一次性日用品等，都可使用生物基材料來制作。同時(shí)，生物基材料也可應(yīng)用于生物醫(yī)用材料以及技術(shù)含量高、附加值高的藥物控制釋放材料和骨固定材料。

生物基塑料

作為生物基材料的最大品種之一，生物基塑料按照其降解性能可以分為兩類，生物降解生物基塑料和非生物降解生物基塑料。生物降解生物基塑料包括聚乳酸、聚羥基烷酸酯、二氧化碳共聚物、二元酸二元醇共聚酯、聚乙烯醇等，非生物降解生物基塑料包括聚乙烯、尼龍、聚氨酯等。

目前，我國的技術(shù)研究及發(fā)展主要以生物降解生物基塑料為主，因其生產(chǎn)過程無污染，可以生物降解，實(shí)現(xiàn)在自然界中的循環(huán)，因此是理想的綠色高分子材料！下面簡單介紹幾種生物降解生物基塑料。

聚乳酸PLA

聚乳酸也稱為聚丙交酯，是以乳酸為主要原料聚合得到的聚合物，主要以玉米、木薯等為原料。聚乳酸擁有良好的熱穩(wěn)定性性、抗溶劑性，可用多種方式進(jìn)行加工。由聚乳酸制成的產(chǎn)品除了能夠生物降解外，還擁有良好的生物相容性、光澤度、透明性、手感和耐熱性，并且具有一定的耐菌性、阻燃性和抗紫外性，用途十分廣泛，可用作包裝材料、纖維和非織造物等，目前主要用于服裝，內(nèi)衣、外衣，建筑、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、造紙和醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域。

聚己內(nèi)酯PLC

聚己內(nèi)酯，是由ε己內(nèi)酯在金屬有機(jī)化合物（如四苯基錫）做催化劑，二羥基或三羥基做引發(fā)劑條件下開環(huán)聚合而成，屬于聚合型聚酯。擁有良好的生物相容性、生物降解性、溶劑溶解性、高結(jié)晶性和低熔點(diǎn)性。其應(yīng)用領(lǐng)域十分廣闊，包括可控釋藥物載體、細(xì)胞、組織培養(yǎng)基架、完全可降解塑料手術(shù)縫合線、高強(qiáng)度的薄膜絲狀成型物、塑料低溫沖擊性能改性劑和增塑劑、醫(yī)用造型材料、工業(yè)、美術(shù)造型材料、玩具、有機(jī)著色劑、熱復(fù)寫墨水附著劑、熱熔膠合劑等。

聚羥基脂肪酸酯PHA

聚羥基脂肪酸酯是由很多細(xì)菌合成的一種胞內(nèi)聚酯，它具有良好的生物可降解性、生物相容性、光學(xué)活性、壓電性、氣體相隔性等性能。聚羥基脂肪酸酯可應(yīng)用于可生物降解的包裝材料、組織工程材料、緩釋材料、電學(xué)材料以及醫(yī)療材料方面，但是同時(shí)它也有著較高的生產(chǎn)成本。

生物基材料的前景

在如今“低碳經(jīng)濟(jì)”的大環(huán)境下，生物基材料的發(fā)展前景十分樂觀。與石油基材料相比，生物基材料主要來源于植物，減少了二氧化碳的排放以及對石油的依賴，同時(shí)它的生產(chǎn)過程更加綠色，符合人們對環(huán)保的追求。而因其環(huán)境友好、資源節(jié)約等特點(diǎn)，生物基材料將逐漸成為引領(lǐng)世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科技創(chuàng)新的又一新興主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。

生物基尼龍

由于尼龍66生產(chǎn)商紛紛宣布“不可抗力”，石油資源緊張，以及生物基塑料產(chǎn)業(yè)的興起，再加上汽車輕量化對尼龍材料的旺盛需求，生物基尼龍走進(jìn)人們視野，成為近兩年熱門材料。生物基尼龍是指制備局限的的原材料來源于生物質(zhì)材料，以PA56為例，1，5-戊二胺通常采用可再生生物質(zhì)原料，通過基因工程改造的微生物菌種發(fā)酵生產(chǎn)，不僅降低了生產(chǎn)成本，使得生物法二元胺的質(zhì)量和價(jià)格滿足了PA聚合的要求，而且生物基戊二胺奇數(shù)碳鏈特性，給予其聚酰胺優(yōu)良表現(xiàn)，如：良好的自熄性、流動(dòng)性、高韌性和高耐磨等特性，可廣泛應(yīng)用于汽車零部件，電子電器和3D打印行業(yè)等多種工程塑料領(lǐng)域。

浙江心源科技有限公司作為一家國內(nèi)乃至全球領(lǐng)先的高分子科技型企業(yè)，以全新創(chuàng)新思維，可靠穩(wěn)定技術(shù)成功量產(chǎn)高性能聚合物新材料——聚酰胺彈性體（俗稱尼龍彈性體），國家注冊商標(biāo)UPAE?，這是一款含有生物基的彈性體，綠色、環(huán)保、安全，成為行業(yè)中的熱門材料之一。