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利用生物殘渣合成生物基高性能聚酰胺
在此反應(yīng)器中，可聚合單體由天然產(chǎn)物3-carene生產(chǎn)而來
來自德國弗勞恩霍夫協(xié)會和慕尼黑工業(yè)大學的一個研究小組在化學家Volker Sieber的領(lǐng)導下，開發(fā)出一種新型聚酰胺系列產(chǎn)品，它可由生產(chǎn)纖維素的副產(chǎn)品來生產(chǎn)。
聚酰胺是一種重要的塑料材料，可用于滑雪帶、汽車和衣物等。
然而，到目前為止，商用聚酰胺主要由原油制成，且僅有少量的“綠色”替代品，如基于蓖麻油的聚酰胺。
生產(chǎn)生物基配混料，其成本通常很高，因此，以前只有擁有特殊性能的生物基配混料才能打入市場。
由慕尼黑工業(yè)大學生物原材料化學教授Volker Sieber領(lǐng)導的一個團隊，現(xiàn)已開發(fā)出了一種全新的聚酰胺系列產(chǎn)品，它們由生產(chǎn)纖維素的副產(chǎn)品生產(chǎn)出來。
新的聚酰胺系列
生物起始物質(zhì)(+)-3-carene由兩個互相熔合的環(huán)組成。
慕尼黑工業(yè)大學和弗勞恩霍夫界面工程與生物技術(shù)研究所（簡稱IGB）的化學家們現(xiàn)已改變了其中的一個環(huán)，使其能夠打開，產(chǎn)生長鏈分子，即一種聚合物。
第二個環(huán)保持完好，這樣，取代傳統(tǒng)聚酰胺中的線性聚合物鏈，一條帶有許多小環(huán)和其他邊組的鏈出現(xiàn)了，從而賦予聚合物全新的功能。
特殊的性能
聚-3S-甲酰胺的單體，新的生物基聚酰胺（圖片來自慕尼黑工業(yè)大學P. Stockmann）
這種新型聚酰胺因其特殊的性能而令人印象深刻，這使其在許多應(yīng)用中具有吸引力，比如，它們的熔化溫度要比競爭的原油衍生產(chǎn)品更高。
此外，這種新型配混物能夠以透明的和部分結(jié)晶的方式生產(chǎn)，這增加了其今后采用同樣起始物質(zhì)的應(yīng)用可能性。
Sieber解釋說：“在合成過程中，通過反應(yīng)條件和催化劑，我們可以很容易地控制是否最終能獲得透明或部分結(jié)晶的聚酰胺。然而，其基礎(chǔ)首先要由生物基起始物質(zhì)的特定結(jié)構(gòu)來提供，而從化學原料中獲得的成本會很高。”
增強可持續(xù)性
從工業(yè)的角度來看，重要的是合成基本上是在一個反應(yīng)容器中完成的。
這種 “one-pot”工藝不僅可以大幅降低成本，還意味著可持續(xù)性的顯著提高。
生物起始物質(zhì)(+)-3-carene實際上可以從松節(jié)油（在松節(jié)油纖維素工業(yè)中作為二次產(chǎn)品被生產(chǎn)出來）中以相對較低的成本高純度地蒸餾出來。
到目前為止，這種松節(jié)油只在纖維素工廠加熱。
不與食品生產(chǎn)競爭
Sieber指出，使用的松節(jié)油是林業(yè)的副產(chǎn)品，這與使用蓖麻油相反，不會與食品生產(chǎn)去競爭。
研究人員們對這項工藝的總產(chǎn)出并不十分滿意，現(xiàn)在只有總量的25%。
現(xiàn)在，弗勞恩霍夫IGB的化學家們正致力于將 (+)-3-carene基的聚酰胺作為原油基高性能聚酰胺的替代品而投放市場。
