飛向太空的生物基樹脂：可持續發展的未來材料
核心提示：隨著歐盟委員會限制路線圖很快禁止在化石燃料合成聚合物中發現的所有類別的化學物質，航天工業正在尋找一種化學組合來生產有競爭
隨著歐盟委員會限制路線圖很快禁止在化石燃料合成聚合物中發現的所有類別的化學物質，航天工業正在尋找一種化學組合來生產有競爭力的熱固性樹脂。
與大多數其他復合材料應用一樣，航天工業使用的復合材料具有高比強度、高玻璃化轉變溫度（Tg）、高模量（E）、高熱穩定性（Ts）和低吸水性。生物基樹脂及單體，作為一種由生物質原料制成的可生物降解材料，不僅具有環保優勢，還具有廣泛的應用前景。
1、廢棄的橘皮成繞地球運行的衛星的一部分
一個研究小組使用各種類型的工業廢物開發100%生物來源的材料。該項目是 ESA 基礎活動的發現和準備部分的一部分，并通過開放空間創新平臺 (OSIP) 提交，通過利用廢物源和循環經濟方法來支持更可持續的太空產業。
復合材料是現代生活的關鍵材料，應用范圍廣泛，從運動器材到牙科，從建筑到飛機。這些材料非常堅固，耐腐蝕，重量輕，可以模制成幾乎任何可以想象的形狀。復合材料的優越特性也使它們成為太空任務的重要組成部分。
歐洲的 Vega 運載火箭主要由復合材料制成，但它們也有一些不太理想的特性。目前大多數復合材料都是由石油產品制成的，因此它們是由不可再生材料制成的，在其使用壽命結束時會產生大量不可回收的污染廢物。此外，用于生產復合材料的石油基分子可能對人體健康有害，會引起接觸性皮炎、過敏反應以及呼吸系統問題，在某些情況下還會致癌。
為了解決這一問題，ESA 與法國蔚藍海岸大學合作開發了一種新型復合材料，該復合材料完全由生物質材料制成。
“用于太空應用的高性能結構材料和復合材料的 100% 生物基熱固性塑料”項目通過開放發現創意渠道 (?OSIP )提交，并通過 ESA 發現和準備部門實施。合作形式為共同資助博士和博士后研究。
熱固性材料最堅固的復合材料，它由不同種類的樹脂與纖維或填料混合制成，以增加強度，然而，樹脂和填料成分通常來自石油。
為了減少石油的使用并生產可持續且環保的復合材料，該團隊專注于利用生物質來替代石油資源。生物基材料已在某些應用中使用，但該項目更進一步，具有巨大的挑戰和創新性。
2、生物基樹脂的應用領域
生物基樹脂及單體具有廣泛的應用領域，包括但不限于以下幾個方面：
1. 包裝領域：由于生物基樹脂及單體可生物降解的特性，它們被廣泛應用于包裝材料的制造，如食品包裝、電子產品包裝等。這些材料在使用后可以方便地進行回收和處理，有效減少對環境的污染。
2. 建筑領域：生物基樹脂及單體可以用于生產建筑材料，如墻體材料、保溫材料等。這些材料不僅具有環保優勢，還具有良好的隔熱性能和隔音效果。
3. 紡織領域：生物基樹脂及單體可以用于生產環保紡織品，如衣服、床上用品等。這些紡織品在使用過程中不會對環境產生污染，同時具有舒適的觸感和良好的耐用性。
4. 汽車制造領域：生物基樹脂及單體可以用于生產汽車零部件，如發動機零件、車內裝飾品等。這些材料具有輕量化、耐腐蝕性好的特點，有助于降低汽車能耗和提高安全性。
5. 農業領域：生物基樹脂及單體可以用于制造農用薄膜、化肥包裝等。這些材料具有良好的透氣性和防水性，有助于提高農作物的生長效率和減少環境污染
6. 醫療領域：生物基樹脂及單體可以用于生產醫療器械和藥品包裝材料，如輸液袋、藥瓶等。這些材料具有無毒、無刺激性的特點，有助于保障醫療安全和效果。
3、生物基樹脂的挑戰
傳統的樹脂通常以石油化工產業的產品為原料進行合成，由于化石能源不斷被消耗以及石化原料具有潛在生物毒性，開發生物基可再生的替代品成為研究的熱點問題。雖然己經有一些生物基樹脂的研宄報道和工業產品，例如大豆基和腰果酚基的熱固性樹脂己經進行了商業化生產，但是始終存在著綜合性能差，與傳統的石油基樹脂還有較大差距的問題。
近年來研究者設計、合成出了多種帶有雜環、脂肪環和芳香環的生物基化合物代替石油基雙酚A用于制備環氧樹脂，但目前已報道的生物基環氧樹脂的熱穩定性及力學性能仍然難以媲美雙酚A型環氧樹脂。因此。設計、合成能夠滿足生物基環氧樹脂高性能化和功能化要求的生物基單體仍然是一大挑戰，是拓寬生物基高分子材料應用范圍并提升其對石油基高分子材料競爭優勢的關鍵問題。
因此生物基樹脂能否通過結構優化和創新的技術方案，使其性能到達甚至超越石化樹脂，這將是其面臨的挑戰。
文章來源： 生物基能源與材料，歐盟將禁止航天使用環氧基材，尋求生物基樹脂替代，生物基樹脂及單體：可持續發展的未來
原文鏈接：https://www.xianjichina.com/special/detail_551717.html
來源：賢集網
著作權歸作者所有。商業轉載請聯系作者獲得授權，非商業轉載請注明出處。
與大多數其他復合材料應用一樣，航天工業使用的復合材料具有高比強度、高玻璃化轉變溫度（Tg）、高模量（E）、高熱穩定性（Ts）和低吸水性。生物基樹脂及單體，作為一種由生物質原料制成的可生物降解材料，不僅具有環保優勢，還具有廣泛的應用前景。
1、廢棄的橘皮成繞地球運行的衛星的一部分
一個研究小組使用各種類型的工業廢物開發100%生物來源的材料。該項目是 ESA 基礎活動的發現和準備部分的一部分，并通過開放空間創新平臺 (OSIP) 提交，通過利用廢物源和循環經濟方法來支持更可持續的太空產業。
復合材料是現代生活的關鍵材料，應用范圍廣泛，從運動器材到牙科，從建筑到飛機。這些材料非常堅固，耐腐蝕，重量輕，可以模制成幾乎任何可以想象的形狀。復合材料的優越特性也使它們成為太空任務的重要組成部分。
歐洲的 Vega 運載火箭主要由復合材料制成，但它們也有一些不太理想的特性。目前大多數復合材料都是由石油產品制成的，因此它們是由不可再生材料制成的，在其使用壽命結束時會產生大量不可回收的污染廢物。此外，用于生產復合材料的石油基分子可能對人體健康有害，會引起接觸性皮炎、過敏反應以及呼吸系統問題，在某些情況下還會致癌。
為了解決這一問題，ESA 與法國蔚藍海岸大學合作開發了一種新型復合材料，該復合材料完全由生物質材料制成。
“用于太空應用的高性能結構材料和復合材料的 100% 生物基熱固性塑料”項目通過開放發現創意渠道 (?OSIP )提交，并通過 ESA 發現和準備部門實施。合作形式為共同資助博士和博士后研究。
熱固性材料最堅固的復合材料，它由不同種類的樹脂與纖維或填料混合制成，以增加強度，然而，樹脂和填料成分通常來自石油。
為了減少石油的使用并生產可持續且環保的復合材料，該團隊專注于利用生物質來替代石油資源。生物基材料已在某些應用中使用，但該項目更進一步，具有巨大的挑戰和創新性。
2、生物基樹脂的應用領域
生物基樹脂及單體具有廣泛的應用領域，包括但不限于以下幾個方面：
1. 包裝領域：由于生物基樹脂及單體可生物降解的特性，它們被廣泛應用于包裝材料的制造，如食品包裝、電子產品包裝等。這些材料在使用后可以方便地進行回收和處理，有效減少對環境的污染。
2. 建筑領域：生物基樹脂及單體可以用于生產建筑材料，如墻體材料、保溫材料等。這些材料不僅具有環保優勢，還具有良好的隔熱性能和隔音效果。
3. 紡織領域：生物基樹脂及單體可以用于生產環保紡織品，如衣服、床上用品等。這些紡織品在使用過程中不會對環境產生污染，同時具有舒適的觸感和良好的耐用性。
4. 汽車制造領域：生物基樹脂及單體可以用于生產汽車零部件，如發動機零件、車內裝飾品等。這些材料具有輕量化、耐腐蝕性好的特點，有助于降低汽車能耗和提高安全性。
5. 農業領域：生物基樹脂及單體可以用于制造農用薄膜、化肥包裝等。這些材料具有良好的透氣性和防水性，有助于提高農作物的生長效率和減少環境污染
6. 醫療領域：生物基樹脂及單體可以用于生產醫療器械和藥品包裝材料，如輸液袋、藥瓶等。這些材料具有無毒、無刺激性的特點，有助于保障醫療安全和效果。
3、生物基樹脂的挑戰
傳統的樹脂通常以石油化工產業的產品為原料進行合成，由于化石能源不斷被消耗以及石化原料具有潛在生物毒性，開發生物基可再生的替代品成為研究的熱點問題。雖然己經有一些生物基樹脂的研宄報道和工業產品，例如大豆基和腰果酚基的熱固性樹脂己經進行了商業化生產，但是始終存在著綜合性能差，與傳統的石油基樹脂還有較大差距的問題。
近年來研究者設計、合成出了多種帶有雜環、脂肪環和芳香環的生物基化合物代替石油基雙酚A用于制備環氧樹脂，但目前已報道的生物基環氧樹脂的熱穩定性及力學性能仍然難以媲美雙酚A型環氧樹脂。因此。設計、合成能夠滿足生物基環氧樹脂高性能化和功能化要求的生物基單體仍然是一大挑戰，是拓寬生物基高分子材料應用范圍并提升其對石油基高分子材料競爭優勢的關鍵問題。
因此生物基樹脂能否通過結構優化和創新的技術方案，使其性能到達甚至超越石化樹脂，這將是其面臨的挑戰。
文章來源： 生物基能源與材料，歐盟將禁止航天使用環氧基材，尋求生物基樹脂替代，生物基樹脂及單體：可持續發展的未來
原文鏈接：https://www.xianjichina.com/special/detail_551717.html
來源：賢集網
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