【海川化工科技前沿】韩国研究人员开发了一种强度与尼龙相当可在海洋中降解的新型聚合物，

韩国研究人员开发了一种强度与尼龙相当可在海洋中降解的新型聚合物，
2025-05-26 14:14:42
韩国研究人员开发出一种材料，有望彻底解决合成纺织品和渔具造成的海洋污染。

这种新型聚合物在海洋环境中仅需一年时间即可降解92%以上，同时保持与传统尼龙相当的强度。这项创新技术已发表在《先进材料》上，它为解决海洋中长期存在的塑料垃圾问题提供了切实的解决方案，且无需牺牲性能或建造全新的生产基础设施。

解决海洋塑料困境

服装和渔网等尼龙制品是海洋污染的罪魁祸首，它们会在海洋环境中存留数十年。虽然存在可生物降解的替代品，但这些替代品的耐久性和耐热性通常较差，因此在许多实际应用中并不实用。

由Hyun-Yeol Jeon博士和Hyo-Jeong Kim博士领导的韩国化学技术研究所（KRICT）研究团队，研发出一种聚酯酰胺 (PEA) 聚合物，解决了这些局限性。他们将酯键的生物降解性与尼龙中提供强度的酰胺键结合在一起。

该研究的高级研究员兼共同第一作者Sungbae Park博士解释说：“这种材料克服了传统可生物降解塑料的局限性，同时具备尼龙级别的性能。”

强度与可持续性的结合

这种聚合物的与众不同之处不仅在于其生物降解性，还在于其卓越的机械性能。该材料的性能可与传统尼龙媲美，甚至在某些测试中超越了传统尼龙：

● 拉伸强度高达110MPa，超越尼龙6和 PET

● 单根纤维束能够提起10公斤的物体而不断裂

● 耐热性使织物能够承受150℃的熨烫

● 一年内在海洋环境中的降解率为92.1%（相比之下，PLA为0.1%，PBS为35.9%，PBAT为21.1%）

● 碳足迹仅为传统尼龙生产的三分之一

这种性能与环境效益的平衡，使该聚合物适用于现有可生物降解材料无法胜任的应用，包括渔网、服装和食品包装。

生产工艺创新

该研究的一项关键突破是开发了一种两步熔融聚合工艺，无需使用传统生产此类材料所需的有毒有机溶剂。这使得生产过程更加安全环保。

对于商业应用而言，该工艺与现有的聚酯生产设施兼容。只需进行少量改造，现有的工业基础设施即可开始生产这种可生物降解的替代品，从而消除了广泛应用的重大障碍。

该团队已在一个10升的反应器中演示了高达4公斤的工业规模生产，这表明该材料已准备好进行更大规模的商业应用。

升级循环方法减少碳排放

除了性能和可降解性之外，研究人员还将可持续性融入到其聚合物的每一个基础成分中。他们利用从蓖麻油（一种不会与粮食生产竞争的非食用作物）中提取的长链二羧酸和从回收的尼龙6废料中回收的己内酰胺衍生物合成了这种材料。

这种升级循环方法显著降低了材料的碳足迹，将排放量从传统尼龙的8-11千克二氧化碳当量/千克降至新型聚合物的2.3-2.6千克二氧化碳当量/千克。

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(出处: 海川化工论坛)