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北化工潘凯MRC:生物基聚酰胺的单体来源、制备、功能化改性及应用
发布时间:2026-06-01

  北京化工大学材料学院潘凯教授课题组近日在Macromolecular Rapid Communications发表了综述。作者从初始单体到最后应用的生命周期出发,系统地总结并介绍了生物基聚酰胺(BPAs)的单体来源、制备、功能化改性及应用。此外,该综述也指出了当前BPAs领域面临的挑战和未来的主要发展方向。

  生物基聚酰胺(BPAs),是指利用可再生的生物质(如蓖麻油、淀粉/葡萄糖、纤维素等)为原料,通过生物、化学及物理等手段制造用于合成尼龙的前体,包括生物基氨基酸(或内酰胺)、生物基二元酸、生物基二元胺等,再通过聚合反应合成的高分子材料。BPAs不仅具有与传统石油基聚酰胺相同的物理机械性能和加工性能,还拥有独特的优势,包括原料可再生、绿色环保、节能减排等。理论上,BPAs生产过程中产生的二氧化碳可被植物生长过程中吸收的二氧化碳所抵消,从而实现整个生命周期呗的净零碳排放。因此,鉴于当前“碳达峰、碳中和”政策的强力号召以及高分子材料未来可持续发展的必然趋势,BPAs必将获得更多的关注和研究,迎来更广阔的发展和应用。

  根据合成方式的不同,BPAs可大致分为两类,即AB型和AABB型。AB型BPAs指仅由单一单体制备而成,如PA4和PA11;而AABB型BPAs则由两种不同类型单体制备而成,如PA1012。在现有BPAs中,PA11是最成熟且最早实现商业化的BPA,主要由法国Ato Chimie公司(现法国Arkema公司)生产,并以“Rilsan”为商标对外供应。自1955年PA11成功合成以来,其它BPAs如PA610、PA1010、PA46、PA4、PA56、PA10T等也相继被成功开发并进行了广泛的结构与性能研究。此外,近年来一些新型生物基单体(如萜烯)也被成功用于合成具有独特结构和性能的新型BPAs,进一步促进了BPA领域的全面发展。

  北京化工大学潘凯教授课题组最近系统的总结了近几十年来BPAs的主要研究进展,根据BPAs从初始单体到最终应用的通常生命周期大致分为四个部分:单体来源、制备、功能化改性、应用,此外,该综述还从五个方面(单体、制备方法、功能性、应用领域及循环回收)提出并讨论了BPAs进一步发展所面临的挑战及其未来的主要发展方向。作者希望借助此综述能够激发人们对BPAs的更多兴趣,进一步促进对其全方位的研究和更大规模的应用。

  上述工作得到了中国石油天然气集团有限公司重大科研项目(PRIKY23093)的支持。北京化工大学材料学院博士研究生龚舜为论文的第一作者,潘凯教授和赵彪副教授为论文共同通讯作者。

  论文信息:

  Biobased Polyamides: Monomer Sources, Preparation, Functional Modifications, and Applications

  Shun Gong, Shikun Zhao,Jiaxin Tang,Xiangyang Chen,Biao Zhao*,Chunxiao Ren,Zihe Zhao, Kai Pan*

  Macromolecular Rapid Communications

  DOI: 10.1002/marc.202500197

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