PEF, 中文名称2, 5-呋喃二甲酸乙二醇酯, 英文名称Polyethylene 2,5-furandicarboxylate, 结构如下图所示
PEF由FDCA(2, 5-呋喃二甲酸)和MEG(乙二醇)合成而来, 跟普通的聚合物塑料来自于石油基原料不同的是, 合成它的两种原料FDCA和MEG都可以是来自于生物质原料. 我们把这种反应原料来自生物质的材料称为生物基材料, 就是常说的生物基塑料PEF材料.
过去生物基PEF生产需要冗长而能量密集的生产工艺, 从而阻碍了批量化生产. ETH苏黎世研究人员现在开发了一种方法, 可能会最终使得PEF市场化得到可能.
塑料引发的污染问题越来越严重
ETH苏黎世大学化学和应用生物科学系的一个博士研究生Jan-Georg Rosenboom说:
'聚合物和塑料是非常有用的材料, 有着宽范围的日常应用, 很可能是第一位的应用. 假如我们没有发明聚合物, 更轻的汽车, 智能手机, 现代服装和许多医疗设备都无从谈起. 问题是, 我们如何能减少塑料对环境的负面影响而保持其对于我们社会的好处. '
生物基塑料或将是解决方案
一个答案可能是生物基聚合物, 也就是所谓的生物基塑料. 这些生物基塑料有着与传统塑料类似的性质, 但是它们是用植物基原材料而不是原油制造的. 一些生物基塑料也是生物降解的, 可以更好分解.
Massimo Morbidelli的团队正在研究这种有希望的生物基塑料: 聚呋喃二酸乙二醇酯(PEF).
PEF在化学上非常类似于PET, 但是是由100%可再生的林业和农业废弃物物原材料构成的.
PEF瓶使用较少的材料, 比PET更轻更稳定, 可以使饮料寿命更长.
尽管PEF不是生物降解的, 但是, 它除了可以回收外, 还可以以环境友好的方式被焚烧, 而且没有额外的CO2排放.
PEF之所以尚未名动塑料江湖, 主要是由于其耗时耗能的生产工艺. 现在ETH开发了一种方法, 有可能实现PEF的商业突破.
生物基PEF的最新研究
Jan-Georg Rosenboom解释说, '我们的方法提高了生产效率和效能, 将生产时间从几天缩短到几个小时. 此外, 与之前的工艺相比, 终端产品的变色也可以得到控制. 这种方法生产的PEF产品在材料性能上优于PET, 并减少了能耗需求. '
由于其良好的材料性能, PEF还可能取代难于回收的多层材料.
目前, 这些科学家正在与Sulzer(苏尔寿)合作, 研究如何将这个新工艺在工业化批量生产中实现.
尽管PEF具有诸多优点, 它也不可能凭一己之力解决现有的所有问题, Rosenboom说, 并强调: '为了阻止不断增加的环境污染, 教育和提高的如何处理塑料的意识将继续成为关键. 但是, 制造和回收技术的进步将有利于转向可持续的社会. '