檸檬烯與二氧化碳相結(jié)合竟可制備出生物塑料？

　　研究團隊研發(fā)了一種環(huán)保生產(chǎn)無BPA聚碳酸酯的方法，即以檸檬烯和二氧化碳為原料制備無BPA聚碳酸酯。

　　從你的手機殼到飛機窗戶，聚碳酸酯無處不在。也正是由于其應(yīng)用廣泛，世界各地每年生產(chǎn)的聚碳酸酯達數(shù)百萬噸。然而，由于其前體特別是雙酚A(潛在的致癌物)的毒性，所以越來越擔(dān)憂這種材料危害性。

　　現(xiàn)在，由ICIQ集團負責(zé)人、ICREA教授Arjan Kleij率領(lǐng)的化學(xué)家團隊研發(fā)了一種用檸檬烯和二氧化碳生產(chǎn)聚碳酸酯的方法，其中檸檬烯和二氧化碳都是豐富的純天然產(chǎn)品，即無環(huán)境污染問題。而且此外，檸檬烯能夠替代當(dāng)前在商業(yè)聚碳酸酯中使用的危險組合物：雙酚A(也稱為BPA)。盡管BPA已經(jīng)反復(fù)被美國和歐洲的機構(gòu)歸類為安全的化學(xué)品，但一些研究指出，這是一種潛在的毒害神經(jīng)并且致癌的內(nèi)分泌干擾物。一些國家如法國、丹麥和土耳其已經(jīng)禁止在生產(chǎn)嬰兒奶瓶中使用雙酚A。

　　克萊伊指出雙酚A由石油原料生產(chǎn)，這在理論上是安全的，但仍然引起了關(guān)注。他補充道：“我們的方法是用可以從檸檬和橙子中分離出來的檸檬烯取代BPA，這顯然是更環(huán)保，更可持續(xù)的替代品?！币驗闄幟氏┩耆娲p酚A對于大多數(shù)行業(yè)來說可能比較復(fù)雜，所以Kleij解釋說，我們可以逐漸替換BPA。即我們可以開始加入少量的檸檬烯，然后再逐漸取代BPA，一步一步地適應(yīng)過程可能會使得新型檸檬烯衍生的生物材料具有相似或甚至更為創(chuàng)新且增強的性質(zhì)。

　　然而，這種轉(zhuǎn)變不能以一般典型的方式發(fā)生 ，因為在經(jīng)典的方式中當(dāng)從一種形式重新排列成另一種形式時，盡管分子本身不具有這種能量，而且寒冷的環(huán)境也不能提供它能量，但是必須要克服一種能量障礙。雖然新的平衡不應(yīng)該以典型的方式發(fā)生，但研究人員仍然能夠在實驗中展示。他們的結(jié)論是：極低溫下的柯普重排只能用隧道效應(yīng)來解釋。因此，他們提供了五年前韋斯頓博登基于理論研究進行的預(yù)測實驗數(shù)據(jù)。

　　研究人員不僅成功地生產(chǎn)出更環(huán)保的聚合物，而且還成功地改善了其熱穩(wěn)定性能。這種衍生的聚合物相比于BPA聚碳酸酯具有更高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。Kleij解釋說“這對于我們來說是非常驚訝的，因為已知的生物塑料具有比傳統(tǒng)聚合物更差的熱性能，起初我們是首先對這些發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生懷疑的，但我們通過實驗?zāi)軌虿粩嗟刂噩F(xiàn)其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度更高的現(xiàn)象?！逼渲芯哂休^高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度會有其他含義：新型塑料需要較高的溫度來熔化，這使得日常使用它們更為安全。此外，這種新型聚合物還可以使用合適的材料配方為聚碳酸酯和嵌段共聚物提供無數(shù)的新應(yīng)用。

　　生物塑料是可以用來做普通家用塑料產(chǎn)品的塑料。出于環(huán)境原因，它們不像一般如特百惠等塑料那樣含有石油。也不是要花費大約100年才能完全分解，它只需要約7年時間就可以完全分解。

　　Kleij和同事目前正在與塑料生產(chǎn)商進行談判，以進一步推進檸檬烯衍生的生物材料的工業(yè)化生產(chǎn)。