生物基合成橡胶的研究进展
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
北京１０００２９；２北京化学工业集团有限公司 北京市化工职业病 防 治 院 ，北 京 １０００９３）
ＪＩＨａｉｊｕｎ１，ＱＩＡＯ Ｈｅ１，２，ＷＡＮＧＺｈａｏ１，ＹＡＮＧ Ｈｕｉ１， ＷＡＮＧ Ｒｕｎｇｕｏ１，ＺＨＡＮＧ Ｌｉｑｕｎ１
（１ＢｅｉｊｉｎｇＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＰｒｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇｏｆＮｅｗ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｅｍｉｃａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００２９， Ｃｈｉｎａ；２ＢｅｉｊｉｎｇＰｒｅｖｅｎｔｉｏｎａｎｄＴｒｅａｔｍｅｎｔＨｏｓｐｉｔａｌｏｆＯｃｃｕｐａｔｉｏｎａｌ ＤｉｓｅａｓｅｆｏｒＣｈｅｍｉｃａｌＩｎｄｕｓｔｒｙ，ＢｅｉｊｉｎｇＣｈｅｍｉｃａｌＩｎｄｕｓｔｒｙＧｒｏｕｐ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００９３，Ｃｈｉｎａ）
摘要：进入２１世纪以来，石油基合成橡胶的发展不可持 续，且 日 益 受 到 节 能 减 排 的 压 力；天 然 橡 胶 面 临 气 候、疫 病 等 因 素的影响，产量有限，而且我国天然橡胶自给不足，严重依 赖 进 口。面 对 上 述 挑 战，以 太 阳 能 为 源 头，开 发 不 依 赖 于 化 石 资源的新一代生物基橡胶，是解决橡胶资源短缺的有效手 段，也 是 保 证 全 球 橡 胶 资 源 安 全、长 久、稳 定 供 应 的 必 由 之 路。 目前，主要有两种思路制备生物基合成橡胶，本文针对两类生 物 基 合 成 橡 胶 的 研 究 进 展 进 行 综 述，一 种 是 生 物 质 发 酵 得 到的生物基单体（如乙醇等）进一步转化为传统单体（如乙烯等），再通过传统的合成工艺制备出生物基乙 丙 橡 胶、生 物 基 异戊橡胶等生物基传统橡胶，其性能与传统非生物基工程弹 性 体 几 乎 完 全 相 同，可 以 直 接 替 代 现 有 工 程 橡 胶；另 一 种 是 利用现有生物基化学品，如衣康酸、丙二醇、丁二酸等，通过聚合反应制备新型结构的生物基橡胶材料，其 原 料 易 得，成 本 较低，随着发酵技术的快速发展，将出现越来越多的生物基化 学 品 可 以 进 行 选 择 和 使 用，生 物 基 合 成 橡 胶 具 有 光 明 的 发 展前景。 关 键 词 ：生 物 基 化 学 品 ；生 物 基 橡 胶 ；聚 酯 型 生 物 基 橡 胶 ；衣 康 酸 酯 橡 胶 犱狅犻：１０．１１８６８／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１４３８１．２０１９．０００２０７ 中 图 分 类 号 ：ＴＱ３３３ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１００１４３８１（２０１９）１２０００１０９
犃犫狊狋狉犪犮狋：Ａｓ ｅｎｔｅｒｉｎｇ ｔｈｅ ２１ｓｔ ｃｅｎｔｕｒｙ，ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｐｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ｒｕｂｂｅｒｉｓ ｕｎｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ，ａｎｄｉｓｇｒａｄｕａｌｌｙｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｅｄｂｙｅｎｅｒｇｙｓａｖｉｎｇａｎｄｅｍｉｓｓｉｏｎｒｅｄｕｃｔｉｏｎ．Ｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆｎａｔｕｒａｌｒｕｂｂｅｒｉｓｌｉｍｉｔｅｄａｎｄａｆｆｅｃｔｅｄｂｙｆａｃｔｏｒｓｓｕｃｈａｓｃｌｉｍａｔｅｓ，ｅｐｉｄｅｍｉｃｄｉｓｅａｓｅｓ，犲狋犮．Ｃｈｉｎａ’ｓｎａｔｕｒａｌ ｒｕｂｂｅｒｓｅｌｆｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇｉｓｉｎｓｕｆｆｉｃｉｅｎｔ，ｒｅｌｙｈｅａｖｉｌｙｏｎｉｍｐｏｒｔｓ．Ｉｎｔｈｅｆａｃｅｏｆｔｈｅａｂｏｖｅｃｈａｌｌｅｎｇｅｓ，ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆａｎｅｗ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｏｆｂｉｏｂａｓｅｄｒｕｂｂｅｒｒｅｓｏｕｒｃｅｓｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔｏｆｆｏｓｓｉｌｒｅｓｏｕｒｃｅｓｆｒｏｍ ｓｏｌａｒｅｎｅｒｇｙｉｓａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｍｅａｎｓｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｓｈｏｒｔａｇｅｏｆｒｕｂｂｅｒｒｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄｔｈｅｏｎｌｙｗａｙｔｏｅｎｓｕｒｅ ｔｈｅｓａｆｅ，ｌｏｎｇｔｅｒｍａｎｄｓｔａｂｌｅｓｕｐｐｌｙｏｆｇｌｏｂａｌｒｕｂｂｅｒｒｅｓｏｕｒｃｅｓ．Ａｔｐｒｅｓｅｎｔ，ｔｈｅｒｅａｒｅｔｗｏｍａｉｎｉｄｅａｓ ｆｏｒｔｈｅｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆｂｉｏｂａｓｅｄｓｙｎｔｈｅｔｉｃｒｕｂｂｅｒ．Ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｏｆｔｗｏｔｙｐｅｓｏｆｂｉｏｂａｓｅｄ ｓｙｎｔｈｅｔｉｃｒｕｂｂｅｒｗａｓ ｍａｉｎｌｙｒｅｖｉｅｗｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．Ｏｎｅｉｓｔｏｆｕｒｔｈｅｒｃｏｎｖｅｒｔｂｉｏｂａｓｅｄ ｍｏｎｏｍｅｒｓ （ｓｕｃｈ ａｓ ｅｔｈａｎｏｌ）ｏｂｔａｉｎｅｄ ｂｙ ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ ｂｉｏｍａｓｓｉｎｔｏ ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ｍｏｎｏｍｅｒｓ （ｓｕｃｈ ａｓ ｅｔｈｙｌｅｎｅ），ｔｈｅｎｔｈｅｂｉｏｂａｓｅｄｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｒｕｂｂｅｒｓｕｃｈａｓｂｉｏｂａｓｅｄｅｔｈｙｌｅｎｅｐｒｏｐｙｌｅｎｅｒｕｂｂｅｒａｎｄ ｂｉｏｂａｓｅｄｉｓｏｐｒｅｎｅｒｕｂｂｅｒｗｉｌｌｂｅｐｒｅｐａｒｅｄｂｙａｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｓｙｎｔｈｅｔｉｃｐｒｏｃｅｓｓ，ａｎｄｉｔｓｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｉｓ ａｌｍｏｓｔｉｄｅｎｔｉｃａｌｔｏｔｈａｔｏｆａｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｎｏｎｂｉｏｂａｓｅｄ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｅｌａｓｔｏｍｅｒ，ａｎｄｔｈｅｅｘｉｓｔｉｎｇ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｒｕｂｂｅｒｃａｎ ｂｅｄｉｒｅｃｔｌｙｒｅｐｌａｃｅｄ；ｔｈｅｏｔｈｅｒｉｓｔｏ ｐｒｅｐａｒｅａ ｎｏｖｅｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｂｉｏｂａｓｅｄ ｒｕｂｂｅｒｍａｔｅｒｉａｌｓｔｈｒｏｕｇｈｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎｕｓｉｎｇｔｈｅｅｘｉｓｔｉｎｇｂｉｏｂａｓｅｄｃｈｅｍｉｃａｌｓ，ｓｕｃｈａｓｉｔａｃｏｎｉｃａｃｉｄ， ｐｒｏｐｙｌｅｎｅｇｌｙｃｏｌ，ｓｕｃｃｉｎｉｃａｃｉｄ，犲狋犮．Ｔｈｅｒａｗ ｍａｔｅｒｉａｌｓｃａｎｂｅｅａｓｉｌｙｏｂｔａｉｎｅｄ，ｔｈｅｃｏｓｔｉｓｌｏｗ，ａｎｄ ｗｉｔｈｔｈｅｒａｐｉｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｍｏｒｅａｎｄ ｍｏｒｅｂｉｏｂａｓｅｄｃｈｅｍｉｃａｌｓｗｉｌｌｂｅ
第 ４７ 卷
第 １２ 期
２０１９年１２月 第１－９页
材 料 工 程
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
Ｖｏｌ．４７ Ｎｏ．１２
Ｄｅｃ．２０１９ ｐｐ．１－９
生物基合成橡胶的研究进展
Ｒｒ
吉 海 军１，乔 荷１，２，王 朝１ ，杨 慧１ ，王 润 国１ ，张 立 群１ （１北京化工大学 新型高分子材料制备与加工北京市重点实验室，
ＪＩＨａｉｊｕｎ１，ＱＩＡＯ Ｈｅ１，２，ＷＡＮＧＺｈａｏ１，ＹＡＮＧ Ｈｕｉ１， ＷＡＮＧ Ｒｕｎｇｕｏ１，ＺＨＡＮＧ Ｌｉｑｕｎ１
（１ＢｅｉｊｉｎｇＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＰｒｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇｏｆＮｅｗ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｅｍｉｃａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００２９， Ｃｈｉｎａ；２ＢｅｉｊｉｎｇＰｒｅｖｅｎｔｉｏｎａｎｄＴｒｅａｔｍｅｎｔＨｏｓｐｉｔａｌｏｆＯｃｃｕｐａｔｉｏｎａｌ ＤｉｓｅａｓｅｆｏｒＣｈｅｍｉｃａｌＩｎｄｕｓｔｒｙ，ＢｅｉｊｉｎｇＣｈｅｍｉｃａｌＩｎｄｕｓｔｒｙＧｒｏｕｐ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００９３，Ｃｈｉｎａ）
摘要：进入２１世纪以来，石油基合成橡胶的发展不可持 续，且 日 益 受 到 节 能 减 排 的 压 力；天 然 橡 胶 面 临 气 候、疫 病 等 因 素的影响，产量有限，而且我国天然橡胶自给不足，严重依 赖 进 口。面 对 上 述 挑 战，以 太 阳 能 为 源 头，开 发 不 依 赖 于 化 石 资源的新一代生物基橡胶，是解决橡胶资源短缺的有效手 段，也 是 保 证 全 球 橡 胶 资 源 安 全、长 久、稳 定 供 应 的 必 由 之 路。 目前，主要有两种思路制备生物基合成橡胶，本文针对两类生 物 基 合 成 橡 胶 的 研 究 进 展 进 行 综 述，一 种 是 生 物 质 发 酵 得 到的生物基单体（如乙醇等）进一步转化为传统单体（如乙烯等），再通过传统的合成工艺制备出生物基乙 丙 橡 胶、生 物 基 异戊橡胶等生物基传统橡胶，其性能与传统非生物基工程弹 性 体 几 乎 完 全 相 同，可 以 直 接 替 代 现 有 工 程 橡 胶；另 一 种 是 利用现有生物基化学品，如衣康酸、丙二醇、丁二酸等，通过聚合反应制备新型结构的生物基橡胶材料，其 原 料 易 得，成 本 较低，随着发酵技术的快速发展，将出现越来越多的生物基化 学 品 可 以 进 行 选 择 和 使 用，生 物 基 合 成 橡 胶 具 有 光 明 的 发 展前景。 关 键 词 ：生 物 基 化 学 品 ；生 物 基 橡 胶 ；聚 酯 型 生 物 基 橡 胶 ；衣 康 酸 酯 橡 胶 犱狅犻：１０．１１８６８／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１４３８１．２０１９．０００２０７ 中 图 分 类 号 ：ＴＱ３３３ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１００１４３８１（２０１９）１２０００１０９
犃犫狊狋狉犪犮狋：Ａｓ ｅｎｔｅｒｉｎｇ ｔｈｅ ２１ｓｔ ｃｅｎｔｕｒｙ，ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｐｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ｒｕｂｂｅｒｉｓ ｕｎｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ，ａｎｄｉｓｇｒａｄｕａｌｌｙｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｅｄｂｙｅｎｅｒｇｙｓａｖｉｎｇａｎｄｅｍｉｓｓｉｏｎｒｅｄｕｃｔｉｏｎ．Ｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆｎａｔｕｒａｌｒｕｂｂｅｒｉｓｌｉｍｉｔｅｄａｎｄａｆｆｅｃｔｅｄｂｙｆａｃｔｏｒｓｓｕｃｈａｓｃｌｉｍａｔｅｓ，ｅｐｉｄｅｍｉｃｄｉｓｅａｓｅｓ，犲狋犮．Ｃｈｉｎａ’ｓｎａｔｕｒａｌ ｒｕｂｂｅｒｓｅｌｆｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇｉｓｉｎｓｕｆｆｉｃｉｅｎｔ，ｒｅｌｙｈｅａｖｉｌｙｏｎｉｍｐｏｒｔｓ．Ｉｎｔｈｅｆａｃｅｏｆｔｈｅａｂｏｖｅｃｈａｌｌｅｎｇｅｓ，ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆａｎｅｗ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｏｆｂｉｏｂａｓｅｄｒｕｂｂｅｒｒｅｓｏｕｒｃｅｓｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔｏｆｆｏｓｓｉｌｒｅｓｏｕｒｃｅｓｆｒｏｍ ｓｏｌａｒｅｎｅｒｇｙｉｓａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｍｅａｎｓｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｓｈｏｒｔａｇｅｏｆｒｕｂｂｅｒｒｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄｔｈｅｏｎｌｙｗａｙｔｏｅｎｓｕｒｅ ｔｈｅｓａｆｅ，ｌｏｎｇｔｅｒｍａｎｄｓｔａｂｌｅｓｕｐｐｌｙｏｆｇｌｏｂａｌｒｕｂｂｅｒｒｅｓｏｕｒｃｅｓ．Ａｔｐｒｅｓｅｎｔ，ｔｈｅｒｅａｒｅｔｗｏｍａｉｎｉｄｅａｓ ｆｏｒｔｈｅｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆｂｉｏｂａｓｅｄｓｙｎｔｈｅｔｉｃｒｕｂｂｅｒ．Ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｏｆｔｗｏｔｙｐｅｓｏｆｂｉｏｂａｓｅｄ ｓｙｎｔｈｅｔｉｃｒｕｂｂｅｒｗａｓ ｍａｉｎｌｙｒｅｖｉｅｗｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．Ｏｎｅｉｓｔｏｆｕｒｔｈｅｒｃｏｎｖｅｒｔｂｉｏｂａｓｅｄ ｍｏｎｏｍｅｒｓ （ｓｕｃｈ ａｓ ｅｔｈａｎｏｌ）ｏｂｔａｉｎｅｄ ｂｙ ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ ｂｉｏｍａｓｓｉｎｔｏ ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ｍｏｎｏｍｅｒｓ （ｓｕｃｈ ａｓ ｅｔｈｙｌｅｎｅ），ｔｈｅｎｔｈｅｂｉｏｂａｓｅｄｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｒｕｂｂｅｒｓｕｃｈａｓｂｉｏｂａｓｅｄｅｔｈｙｌｅｎｅｐｒｏｐｙｌｅｎｅｒｕｂｂｅｒａｎｄ ｂｉｏｂａｓｅｄｉｓｏｐｒｅｎｅｒｕｂｂｅｒｗｉｌｌｂｅｐｒｅｐａｒｅｄｂｙａｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｓｙｎｔｈｅｔｉｃｐｒｏｃｅｓｓ，ａｎｄｉｔｓｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｉｓ ａｌｍｏｓｔｉｄｅｎｔｉｃａｌｔｏｔｈａｔｏｆａｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｎｏｎｂｉｏｂａｓｅｄ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｅｌａｓｔｏｍｅｒ，ａｎｄｔｈｅｅｘｉｓｔｉｎｇ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｒｕｂｂｅｒｃａｎ ｂｅｄｉｒｅｃｔｌｙｒｅｐｌａｃｅｄ；ｔｈｅｏｔｈｅｒｉｓｔｏ ｐｒｅｐａｒｅａ ｎｏｖｅｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｂｉｏｂａｓｅｄ ｒｕｂｂｅｒｍａｔｅｒｉａｌｓｔｈｒｏｕｇｈｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎｕｓｉｎｇｔｈｅｅｘｉｓｔｉｎｇｂｉｏｂａｓｅｄｃｈｅｍｉｃａｌｓ，ｓｕｃｈａｓｉｔａｃｏｎｉｃａｃｉｄ， ｐｒｏｐｙｌｅｎｅｇｌｙｃｏｌ，ｓｕｃｃｉｎｉｃａｃｉｄ，犲狋犮．Ｔｈｅｒａｗ ｍａｔｅｒｉａｌｓｃａｎｂｅｅａｓｉｌｙｏｂｔａｉｎｅｄ，ｔｈｅｃｏｓｔｉｓｌｏｗ，ａｎｄ ｗｉｔｈｔｈｅｒａｐｉｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｍｏｒｅａｎｄ ｍｏｒｅｂｉｏｂａｓｅｄｃｈｅｍｉｃａｌｓｗｉｌｌｂｅ
第 ４７ 卷
第 １２ 期
２０１９年１２月 第１－９页
材 料 工 程
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
Ｖｏｌ．４７ Ｎｏ．１２
Ｄｅｃ．２０１９ ｐｐ．１－９
生物基合成橡胶的研究进展
Ｒｒ
吉 海 军１，乔 荷１，２，王 朝１ ，杨 慧１ ，王 润 国１ ，张 立 群１ （１北京化工大学 新型高分子材料制备与加工北京市重点实验室，