异山梨酯是一种葡萄糖衍生的刚性仲二醇单体,可赋予聚脂等缩聚聚合物良好的机械、阻隔和热性能。然而,在过去的二十年里,由于异山梨酯在酯交换反应中的低反应性,还不可能合成完全生物基的聚(琥珀酸异山梨酯)(PIsSu)。在加入足够多的异山梨酯(以达到坚固耐用的材料)的同时,几乎不可能得到足够长的聚合物链(以达到一定的延展性)。
现在,阿姆斯特丹大学工业可持续化学小组的研究人员(荷兰;www.uva.nl),由Gert-Jan Gruter教授领导,设计了一种简单的合成策略,以克服生物基仲二醇固有的低反应性。正如最近一期的自然通讯,研究人员通过在聚合过程中加入芳醇来克服异山梨酯反应性差的问题。这导致了原位缩聚反应是聚酯合成的最后阶段,异山梨酯的低反应性抑制了传统熔体聚酯反应中的链生长。缩聚反应是聚酯合成的最后阶段。因此,高分子量材料可以与高分数的生物基刚性仲二醇掺入,甚至高达100 mol%。以异山梨酯和琥珀酸为原料,首次制备出高分子量的聚醚。由此产生的强塑料在耐热性方面优于现有的塑料,如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),并且还显示出有希望的屏障和机械性能,可以优于常见的化石基材料。
研究人员预测,基于低反应性单体的以前无法获得的聚酯组合物的探索,以及类似方法在其他类别聚合物(如聚酰胺和聚碳酸酯)中的应用。
该研究是在RIBIPOL项目内进行的,由荷兰研究理事会NWO资助,由包括乐高集团(比隆,丹麦)和Avantium Chemicals B.V(阿姆斯特丹)在内的工业界提供资助。该玩具公司支持该项目,作为其塑料砖寻找非化石替代品的一部分,目前塑料砖由丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)制成。Avantium对瓶子和薄膜应用很感兴趣。