10月30日消息,德国Helmholtz-Zentrum Hereon(赫姆霍兹 Hereon 研究中心)联合勃兰登堡工业大学科特布斯-森夫滕贝格分校(BTU)、柏林自由大学和汉堡赫尔穆特·施密特大学的研究团队,开发出一种改性聚苯乙烯:部分基于可再生原料、制造能耗更低,且在使用周期结束后可降解。

传统聚苯乙烯由苯乙烯单体在加热反应釜中聚合而成,几乎全部来自原油:全球年产量近2000万吨,广泛用于电视机与电子设备的保护包装、室内装饰线条和培养皿等。但由于回收经济性差(新料更便宜),废旧聚苯乙烯多以焚烧或填埋告终。

研究团队的路线组合了三项改动:其一,在苯乙烯分子中引入衣康酸酐(itaconic anhydride)——该化合物可由糖等植物碳水化合物发酵制取,在成品材料中占比约50%;其二,用微波辐射替代传统加热方式为聚合供热,使合成过程更节能——博士生Phannaro Nhem以厨房微波炉加热快于炉灶类比这一原理;其三,在聚合物网络中引入设计断裂点(Sollbruchstellen),使材料在废弃后能够分解。

主导该工作的Hereon功能性可持续材料研究所所长Francesca Toma教授指出,微波技术此前未在聚合合成中广泛应用,结果表明其可作为节能工艺推广。初期试验中,该材料已在注塑工艺中成功加工,验证了走向应用的加工可行性。

对聚苯乙烯产业链而言,这是'生物基+低碳工艺+可降解'三要素集成的一次完整示范;后续看点是衣康酸酐单体的成本下降曲线与材料力学性能能否达到现有通用级PS的替代门槛。 (来源:Austrian Chemistry Journal)