日本团队开发出性能优于聚烯烃的可回收生物基聚合物
2026-07-08 16:24
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维度网讯,日本东京都立大学野村琴广(Kotohiro Nomura)教授领导的研究团队,联合大阪产业技术综合研究所高级研究员平野博(Hiroshi Hirano)、主任东诚二(Seiji Higashi)的研究团队和滋贺县立大学竹下宏树(Hiroki Takeshita)副教授的研究团队,以非食用植物油、氨基酸和糖类等可再生资源为原料,通过催化烯烃复分解聚合法开发出易于化学回收的生物基聚酯酰胺。该材料在薄膜形态下展现出优于传统大宗塑料的力学性能。

图1. 所开发聚合物与传统聚合物的力学性能(拉伸强度、应变、断裂伸长率)。

利用非食用可再生资源制备可化学回收的聚合物,是循环经济中可持续材料的重要发展方向,但此前少有材料能在拉伸强度和断裂伸长率等关键指标上超越聚乙烯、聚丙烯等传统聚合物。此次开发的高分子量聚酯酰胺由非食用植物油、氨基酸和糖类构成,通过催化烯烃复分解聚合法(一种生成乙烯副产物的缩聚反应)合成。该聚合物薄膜表现出优于传统聚合物的拉伸强度和断裂应变。其中,含有苯丙氨酸的聚酯酰胺在环境温度下还具备快速自修复特性。

在回收性方面,此类生物基聚酯酰胺可通过与醇的催化酯交换反应进行解聚,定量转化为起始单体,实现闭环化学回收。该研究在日本科学技术振兴机构(JST)战略创造性研究推进项目(CREST)的“降解与稳定的精密材料科学”研究领域、课题“生物基先进聚合物及其解聚与化学回收的开发”框架下完成,有望推动循环经济中可持续聚合物的发展。

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