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01、研發(fā)背景

隨著化石資源日益匱乏，如何實現(xiàn)橡膠材料的可持續(xù)性發(fā)展成為橡膠工業(yè)的研究熱點。更為重要的是，傳統(tǒng)合成橡膠材料是不可降解的。而生物基聚酯彈性體是由生物資源經(jīng)過發(fā)酵、合成、加工得到的具有良好性能的一系列材料，符合環(huán)保、低碳、可持續(xù)發(fā)展的需求。

02、研發(fā)過程

北京化工大學(xué)彈性體中心提出利用不同的生物基二元酸和二元醇為單體，采用熔融縮聚方法，獲得了一系列的生物基聚酯彈性體。這些彈性體具有較低的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和可供交聯(lián)的雙鍵。添加納米二氧化硅、炭黑等填料進行增強，進而采用交聯(lián)劑對所合成的彈性體進行模壓成型。所制得的復(fù)合材料具有較好的力學(xué)性能（如拉伸強度為 20 MPa），耐磨性，耐溶劑性，良好的環(huán)境穩(wěn)定性和氣密性，有望替代傳統(tǒng)的石油基橡膠產(chǎn)品。該生物基聚酯彈性體為我國原創(chuàng)的合成橡膠品種，有望實現(xiàn)我國合成橡膠品種零的突破；完全不依賴石油資源，其原料均是通過生物發(fā)酵得到的，符合國家環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展的要求；可降解，真正實現(xiàn)從自然環(huán)境中來，到自然環(huán)境中去的全生命周期循環(huán)過程，不對環(huán)境造成任何污染。

03、材料應(yīng)用

①生物基聚酯彈性體具有很強的極性，因此具有優(yōu)異的耐油性，可取代丁腈橡膠和丙烯酸酯橡膠，應(yīng)用于耐油密封圈領(lǐng)域。據(jù)悉，丁腈橡膠的價格在2萬元每噸，丙烯酸酯橡膠價格更是接近10萬元，且需要從國外進口。生物基聚酯橡膠材料在耐油領(lǐng)域取代這兩種橡膠材料從價格上是可行的。

②聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯等塑料韌性較差，需要引入增韌劑進行增韌。傳統(tǒng)的增韌劑效果不佳，生物基聚酯彈性體與這些塑料相容性好，所以是優(yōu)異的增韌劑。

③生物基聚酯，無毒、耐溶出、增塑效果好，是一種優(yōu)異的PVC用增塑劑。生物基聚酯彈性體還具有可降解性能，是目前唯一能降解的合成橡膠材料。這種材料通過改變結(jié)構(gòu)和填料種類，實現(xiàn)了對其降解速度的有效控制，有望制備得到生物基可控降解輪胎，從而從根源消除輪胎及輪胎磨屑對環(huán)境的污染。

④利用聚酯彈性體的可降解性能以及無毒性，研究團隊設(shè)計、合成了口香糖膠基，并開發(fā)一種可在人體內(nèi)和土壤中降解的口香糖，從而避免口香糖吐到地上難以清理的情況。

⑤由于生物基聚酯彈性體具有較好的耐油性能，再加上其單體種類較為豐富，我們可以使用不同單體，從而對其分子結(jié)構(gòu)進行調(diào)整，使其具有良好的耐低溫性能，從而使這種新型的聚酯彈性體在航空航天等耐油領(lǐng)域具有比較廣泛的應(yīng)用。

預(yù)期在不久的將來，生物基聚酯彈性體將會實現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)，實現(xiàn)在橡膠領(lǐng)域多方面的應(yīng)用，成為我國特色的生物基可降解特種橡膠材料。