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生物基橡胶的中国解决方案

与国外以生物基烯烃单体为原料不同,我国生物橡胶以生物基醇酸单体为原料,成本低且可生物降解
2025年07月23日 来源: 中国石化报  作者: 程 强
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    橡胶材料具有不可或缺的战略地位,在航空航天、国防军工等领域均有大量应用。我国橡胶年消耗量已突破千万吨,总产值超过1万亿元。高性能化、功能化和绿色化是重点发展方向。

    我国天然橡胶超过85%依赖进口,合成橡胶主要依赖化石资源,资源及减排压力大。国际巨头很关注合成橡胶的可持续发展,如法国米其林轮胎公司计划2030年40%的原材料来自植物或可持续来源,2050年这一比例提高至100%,所有工厂实现碳中和。美国固特异轮胎公司计划2030年推出首款100%可持续轮胎。德国大陆轮胎公司开发的蒲公英橡胶轮胎已实现商业化。

    北京化工大学教授王润国介绍,该校研制的生物基橡胶原料选择产量较大且价格相对便宜的衣康酸,这也是美国能源部提出的12种具有高附加值的生物基平台化学品之一。具体工艺路线为:采用生物发酵得到衣康酸和生物一元醇,再酯化得到衣康酸酯,通过共聚合或官能化改性,得到生物基胶乳及干胶,其生物基含量在40%~80%。

    目前,生物基衣康酸酯橡胶已实现产业化,用其制备的轮胎抗湿滑性和节油性均达到欧盟标签法A级水平,是世界首批双A级生物基子午线轮胎。北京化工大学还与企业合作试制了世界首条生物基输送带,在铁矿石巨头力拓集团使用。此外,生物基橡胶在鞋材、胶乳手套、耐油橡胶等领域也有良好前景。

    王润国认为,我国原创生物基合成橡胶品种的开发,有助于打破我国合成橡胶缺乏原创产品、长期处于追赶和模仿国外产品的现状。

    黄埔绿色先进材料技术研究院院长助理张奇男介绍,在生物基橡胶方面,国内外主流思路不同。

    国外主流思路是以生物基烯烃单体为原料,通过传统聚合路线合成传统生物基橡胶,其优势是结构性能与传统橡胶一致,无须进行市场验证;不足是成本高、产能低,仅实现生物基,无法生物降解。

    国内则以生物基醇酸单体为原料,设计合成新型的生物基橡胶,其优势是生物基醇酸单体易得且成本相对较低,具有独特的可生物降解性能;不足是新结构、新性能需要市场接受周期。

    张立群院士领导的研发团队通过近20年努力,以生物基二元醇、二元酸、羟基酸等为核心单体,通过多元共聚首创了全球唯一生物基可降解橡胶产品系列,成功用于耐油、聚氯乙烯增塑、聚乳酸增韧等领域,还开发了高分子量、交联速度可控的丁烯二醇基生物基可降解橡胶,联合玲珑轮胎试制出全球首批生物基可降解轮胎,联合李宁推出了全球首款全降解运动鞋。

 

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