PEF, 中文名稱2, 5-呋喃二甲酸乙二醇酯, 英文名稱Polyethylene 2,5-furandicarboxylate, 結構如下圖所示
PEF由FDCA(2, 5-呋喃二甲酸)和MEG(乙二醇)合成而來, 跟普通的聚合物塑料來自於石油基原料不同的是, 合成它的兩種原料FDCA和MEG都可以是來自於生物質原料. 我們把這種反應原料來自生物質的材料稱為生物基材料, 就是常說的生物基塑料PEF材料.
過去生物基PEF生產需要冗長而能量密集的生產工藝, 從而阻礙了批量化生產. ETH蘇黎世研究人員現在開發了一種方法, 可能會最終使得PEF市場化得到可能.
塑料引發的汙染問題越來越嚴重
ETH蘇黎世大學化學和應用生物科學系的一個博士研究生Jan-Georg Rosenboom說:
'聚合物和塑料是非常有用的材料, 有著寬範圍的日常應用, 很可能是第一位的應用. 假如我們沒有發明聚合物, 更輕的汽車, 智能手機, 現代服裝和許多醫療設備都無從談起. 問題是, 我們如何能減少塑料對環境的負面影響而保持其對於我們社會的好處. '
生物基塑料或將是解決方案
一個答案可能是生物基聚合物, 也就是所謂的生物基塑料. 這些生物基塑料有著與傳統塑料類似的性質, 但是它們是用植物基原材料而不是原油製造的. 一些生物基塑料也是生物降解的, 可以更好分解.
Massimo Morbidelli的團隊正在研究這種有希望的生物基塑料: 聚呋喃二酸乙二醇酯(PEF).
PEF在化學上非常類似於PET, 但是是由100%可再生的林業和農業廢棄物物原材料構成的.
PEF瓶使用較少的材料, 比PET更輕更穩定, 可以使飲料壽命更長.
儘管PEF不是生物降解的, 但是, 它除了可以回收外, 還可以以環境友好的方式被焚燒, 而且沒有額外的CO2排放.
PEF之所以尚未名動塑料江湖, 主要是由於其耗時耗能的生產工藝. 現在ETH開發了一種方法, 有可能實現PEF的商業突破.
生物基PEF的最新研究
Jan-Georg Rosenboom解釋說, '我們的方法提高了生產效率和效能, 將生產時間從幾天縮短到幾個小時. 此外, 與之前的工藝相比, 終端產品的變色也可以得到控制. 這種方法生產的PEF產品在材料性能上優於PET, 並減少了能耗需求. '
由於其良好的材料性能, PEF還可能取代難於回收的多層材料.
目前, 這些科學家正在與Sulzer(蘇爾壽)合作, 研究如何將這個新工藝在工業化批量生產中實現.
儘管PEF具有諸多優點, 它也不可能憑一己之力解決現有的所有問題, Rosenboom說, 並強調: '為了阻止不斷增加的環境汙染, 教育和提高的如何處理塑料的意識將繼續成為關鍵. 但是, 製造和回收技術的進步將有利於轉向可持續的社會. '