新型生物基聚合物的合成及应用研究进展

孙瑞

（西安秦衡生态农业科技有限公司，陕西西安710075）

通过生物单体合成的一类绿色环保聚合物就是生物基聚合物，该物质具有拥有很多种优点，能够有效的代替传统的石油化学品生产高分子材料。这样不仅可以很好的节约我国的石油资源，还可以降低对环境的污染，能够切实的改善我国的生态环境，十分有利于发展我国的循环经济。所以，文章将综述生物基聚合物的合成方法以及应用领域。

1 生物基聚合物的合成方法

生物基聚合物主要是通过自然生物的可聚合单体经合成后获得的聚合物，根据其合成的方法，可以划分为很多种类，主要有脂类、酸类以及酚类生物单体等。

1.1 合成生物基聚合物最常使用的单体之一就是脂类生物单体，最为常用的就是D-葡萄糖基-1，5-内脂以及异山梨酯等。通过对柔性1，4 一环己二醇和生物基刚性异山梨酯产物进行熔融共缩聚处理后，能够制备出性能明显好于双酚一A 基聚碳酸酯的共聚物。通过对其进行实验后发现。聚碳酸酯的重量平均相对分子质量会随着ISB 含量的变化而变化，具体表现为随着ISB 含量的提高，其平均相对分子质量就会逐渐降低，但是其和储能模以及玻璃化转变温度却会不断提高。而随着ISB 含量超过50%，共聚物的强度将会到达顶峰，然而其质地却会出现焦较脆的情况。但是，如果ISB 含量不足50%, 共聚物则可以获得很好的韧性，但是却会比较柔软[1]。

1.2 将酸类生物单体用于合成生物基聚合物，有着十分显著的作用。可以通过丙基溴离子与L-谷氨酸和L-酪氨酸进行反应。采用含有热引发剂以及光引发剂的烯丙基化氨基酸/S4P 混合物对其现开展光固化，然后再对其进行加热后固化，就可以有效的获得光、热固化产物。但是，因为在对其进行加热固化之后，所获得的产物将会出现颜色变深的现象，然而其固化膜却有着光滑的表面，并呈现扁平状[2]。

1.3 酚类生物单体在合成生物基聚合物时，应用比例也比较大，该生物单体主要指的是含有可聚合酚基的一类生物单体。有研究人员能够对丁香酚衍生物进行制备，获取一种新型生物基双固化热固性塑料。制定的主要流程为：先对自由基硫醇烯采用光诱导使其产生反应，然后将硫醇一环氧反应进行激活。通过这种方法所得的材料，其力学性能以及热力学性能都要高于传统巯基法所获得的材料，而且获取的新材料还有着很高的Tg。同时，通过对苯二酚、呋喃苯以及间苯二酚，利用无溶剂进行合成，能够获取两种全生物基二苯并恶嗪树脂。对其进行研究后，我们发现获得的物质与前驱体的分子结构有着直接的联系[3]。

2 生物基聚合物的应用领域

生物基聚合物有着十分广阔的应用领域，主要包括形状记忆材料方面、涂料方面、生物材料方面、抗菌材料方面以及其他多个方面，生物基聚合物都能够取得极其显著的成果。

2.1 形状记忆材料方面的应用

将生物基聚合物用做形状记忆材料有着很好的发展前景，因为生物基聚合物有着十分优秀的形状记忆特性，所以将其用于连续变换开关等能够取得令人满意的效果。有研究人员就通过葵二酸、13-丙二醇以及衣康酸等作为主要原材料，制作出了一种生物基聚合物，被称为生物基聚癸二酸丙二醇酯，这种聚酯经过实验后发现，拥有及其优秀的形态恢复能力，并且还有很好的固定性能，还不会受到热力学循环的影响，属于一种十分优秀的形状记忆材料。并且，可以通过调节固化程度以及控制聚酯组成的方式，控制恢复速度以及开关温度，这就使得该生物基聚合物能够在12～15℃的范围内，对开关的温度进行连续变换[4]。

2.2 涂料方面的应用

将生物基聚合物用于涂料方面也有着极其优秀的综合性能，同样有着极其广阔的发展前景。有研究人员通过降桦木素（一种能够通过桦树提取的物质）与丙烯酸酯环氧大豆油进行混合后，可以利用光固化而形成薄膜涂层。通过实践研究后发现，该固化膜不仅抗拉强度高，还有着很好的耐磨性和硬度，其弹性模量也十分优秀，这就使得其断裂应变大幅降低。

还有研究人员通过甲基丙烯酸单体（一种腰果酚衍生物），通过乳液将其与水介质或者甲苯以十二烷基硫酸钠为表面活性剂进行聚合，制造出了一种腰果酚类芳香族生物基聚合物胶乳。通过对该物质进行试验后发现，能够获得25～75nm 之间粒径的的稳定胶乳，该物质还有着单一的玻璃化转变温度，将其在涂料中进行使用有着十分优秀的作用。

同时，有研究人员发现将二氧化碳与氧化柠檬烯通过贝塔-二亚胺锌一双酰胺复合物作为聚合催化剂进行共聚后，再使用1，5，7 一三氮杂双环一癸烯对其进行催化，将其与1，10-癸二醇进行转位反应，可以将其制备为全生物基聚碳酸酯。利用其制作成涂料后，有着很强的耐丙酮性，透明度和硬度也有着很好的保证[5]。

2.3 抗菌材料方面的应用

生物基聚合物作为抗菌性材料，也有着很好的发展前景。有研究人员就通过香草醛开发了新型的抗菌性聚合物，这种物质经过抗黏附生物试验后发现，可以对大肠杆菌、革兰氏阳性球菌以及金色葡萄糖菌等，产生很好的抑制作用。而且，还有研究通过对可降解缩醛进行讲解后，发现了一种生物基抗菌聚合物网络，该物质能够持续的释放pA，所对真菌病原体以及细菌病原体都可以产生极强的抑制作用[6]。

2.4 生物材料方面的应用

2.4.1 生物基聚合物可以用于细胞相容性材料。有研究人员发现将1，4-一丁二胺、唾液酸、1，10癸二胺以及衣康酸通过融共缩聚反应，制造出了全生物基聚酰胺(具有可调谐性质的生物基聚合物），这种物质有着很多种优点，有效的综合了高弹性聚酰胺、低熔点半晶态聚酰胺以及高韧性无定形聚酰胺等聚合物的特性。对其开展体外细胞毒性试验后发现，通过对小鼠进行实验，没有对其成纤细胞造成损害，所以将其应用到生物材料领域，有着极其显著的潜力。

2.4.2 生物基聚合物可以用于治疗子宫结肠癌。有研究人员通过异山梨醇（一种从淀粉中提取的物质）与10-十一烯酸（一种由蓖麻油所提取的物质）经过合成后，之后制造出了氢-d-葡糖基二乙醇-10-烯醇，将该物质通过硫醇烯微乳液进行聚合制备成聚硫醚酯纳米粒子，可以将其应用到生物医学中。将其与1，4 一丁二硫醇以及硫醇烯微乳液经过聚合后，能够获取水性聚硫醚酯颗粒。通过动物试验后发现，将该纳米粒子应用于患有子宫结肠癌细胞的小鼠，有着极其良好的生物相容性，所以将其应用于子宫结肠癌的治疗有着十分良好的效果。

2.5 其他方面的应用

1） 生物基聚合物在光电化学电池领域的应用。有研究人员发现，通过2，4-亚甲基二苯基二异氰酸酯以及棕榈仁油基单酯-一氧化氢经过预聚反应后，能够获取生物基聚氨。可以将物基聚氨作为主材料，利用碘化锂作为导电材料，经过制备后可以制作一种光电化学电池。经过测试后发现，通过该生物基聚合物能够有效提高电池的电导率。2）生物基聚合物在化学传感器领域的应用。将聚姜黄素丙烯酸酯与新型生物基聚姜黄素甲基丙烯酸共同使用，能够制造出一种可以有效检测芳香族化合物的化学传感器。3）生物基聚合物在肥料领域的应用。有研究人员利用液化刺槐木屑作为主要材料，将生物基聚氨酯作为基础材料，制作出了一种聚合物包覆氮肥料，通过对其进行实验后发现，将其用于玉米种植中，应用聚合物包覆氮肥料的玉米产量明显高于使用尿素的玉米。

3 结语

生物基聚合物作为一种新型聚合物，其来源绿色环保，价格也十分低廉，能够在自然中易于降解，在合成方面和应用方面都有着传统聚合物无法比拟的优势，有着十分广阔的发展前景。所以，随着对生物基聚合物研究的不断深入，其作为一种可再生的生物资源，可以有效的取代传统的高分子材料，切实的起到节约能源的作用。