新型生物塑料用植物油

图片来源：Washington State University，WSU

 

     美国华盛顿州立大学（Washington State University，WSU）机械与材料工程学院Michael Kessler教授（左），开发了基于植物油制备聚氨酯的方法。右为WSU临床助理教授Tom Garrison。

 

     研究人员开发了一种使用植物油（如橄榄油和亚麻油）制备聚氨酯的新型方法，聚氨酯是一种广泛应用于泡沫隔热板、轮胎、软管、密封剂等的塑料材料。

 

     由Berry Family董事、华盛顿州立大学机械与材料工程学院Michael Kessler教授领导的研究人员在《ACS应用材料界面》（ACS Applied Materials & Interfaces）期刊上发表论文报道了该项工作成果。

 

     聚氨酯极其坚硬、耐腐蚀、耐磨，但研究人员希望采用更环保的方式取代石油基产品。2010年，聚氨酯的生产量大约为一千四百万吨，预计到2016年将增加30%。

 

     虽然已有部分聚氨酯由植物材料制备而成，但Kessler研究团队开发了一种新型的方法，使用植物油制备具有不同弹性、强度以及形状的材料。植物油非常廉价，且是现成的、可再生、可遗传加工。

 

     该研究中，研究人员使用橄榄油、菜籽油、葡萄籽、亚麻籽以及蓖麻油生产聚氨酯。其他研究人员一直挣扎于石油基溶剂，而WSU研究人员联合爱荷华州（Iowa State）以及开罗大学（Cairo University）的同事另辟蹊径，在他们的生产中不使用溶剂或者是催化剂。

 

     利用两类化合物反应生成聚氨酯，其中一种是多元醇，另一种是具有可用于反应的多羟基官能团的化合物。

 

     具有五到六个活性位点的植物油（比如亚麻籽油）会导致材料变硬，而活性位点更少的橄榄油等导致材料变软。

 

     “该项目的创新在于制备多元醇的特殊方法。”Kessler将这个过程比作搭积木。“与这些化学基团的概念相同。它们碰到一起并形成化学键。”

 

     “这项特定工作的创新之处在于使用由蓖麻油脂肪酸和改性植物油构成的新化合物来制备聚氨酯。”他这样说到。

 

     Kessler作为生物塑料及生物复合材料中心主任，希望该方法能够引起塑料工业的注意。该中心由华盛顿州立大学和爱荷华州立大学合作创立，是致力于生物基塑料发展的产学合作研究中心。

 

     在今年早些时候，该中心获得美国国家科学基金会的资助，并与多个合作伙伴一起研究具有高商业潜力的相关工业项目。该中心的成员包括了24家企业。