【生物基能源与材料】获悉，近日，宁波大学和中国科学院宁波材料技术与工程研究所的研究团队（陈曹宏, 池得权, 王静刚, 刘斐, 朱锦），以生物基平台化合物——2,5-呋喃二甲酸（FDCA）为核心原料，设计并合成了一种全新的“玻璃态”聚酯硬段，与柔性聚醚软段（PTMG）相结合，成功制备出一种兼具高强度、高模量与高弹性的新型热塑性聚醚酯弹性体（TPEE）。

这项研究为解决传统TPEE长期存在的“强度-弹性”难以兼得的矛盾，开辟了一条全新的技术路径。

该研究成果以《生物基非晶聚酯硬段热塑性聚醚酯弹性体设计制备研究》为题，发表在《中国塑料》2026年第40卷第2期。

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从“结晶”到“玻璃态”：一次颠覆性的分子设计

热塑性弹性体（TPEE） 有一个长期困扰行业的矛盾：要弹性就难保强度，要强度就得牺牲弹性。传统做法是提高硬段结晶度，但柔性软段总会“扰乱”结晶过程，效果大打折扣。

研究团队的核心思路很清晰：既然硬段结晶容易被软段干扰，那就干脆不依赖结晶。他们选取2,5-呋喃二甲酸（FDCA） 为酸源，配合刚性环状二醇CBDO，缩聚合成了全新聚酯——PCEF。

PCEF是一种非晶聚合物，玻璃化转变温度（Tg）高达110°C。这意味着它在室温下处于“玻璃态”，分子链被冻结，自身就拥有极高的刚性。

关键在于：这种刚性是“天生”的，不依赖结晶形成，因此即使与柔性软段共聚，硬段的硬度也不会被稀释。

随后，团队将PCEF硬段与聚四氢呋喃（PTMG）软段熔融共聚，制得PCEF-co-PTMG多嵌段共聚物。

在这一体系中，PCEF硬段区聚集形成刚性物理交联点，PTMG软段区提供弹性形变能力——刚性玻璃域与柔性橡胶域在纳米尺度上协同工作。

与传统结晶硬段相比，玻璃态硬段在相分离时“我行我素”，不会被软段干扰，微相结构更加稳定彻底。

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性能实测：模量、强度、弹性协同提升

热稳定性是材料能否产业化的基础门槛。实验数据显示，PCEF-co-PTMG系列共聚物的热分解起始温度均高于358°C，加工窗口充足，为后续应用铺平了道路。

力学性能是本次突破的核心亮点。研究团队系统测试了不同PTMG含量共聚物的拉伸性能：

在最优配方下（PTMG含量30wt%），材料展现出优异的综合性能：

●    拉伸模量：139 MPa

●    拉伸强度：47 MPa

●    断裂伸长率：超过500%

也就是说，该材料在保持高弹性（伸长率500%以上）的同时，模量和强度仍维持在较高水平，显著优于同等断裂伸长率水平的传统TPEE牌号。

此外，循环拉伸测试显示，多次加载-卸载后残余形变小，弹性回复率优异。通过调整软硬段比例，还可在“高强高模”与“高弹柔软”之间灵活调控，适配不同应用场景。

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为什么这个突破值得行业关注？

第一，为TPEE行业提供了一条全新的分子设计路线。

 “玻璃态硬段”策略绕开了传统结晶调控的技术瓶颈，为高性能生物基弹性体的开发打开了新的想象空间。

第二，拓展了FDCA的下游应用版图。 

此前FDCA的高值化应用主要聚焦于PEF聚酯，而此次研究证明FDCA可以用于制备高性能弹性体，应用场景从包装向汽车、运动器材、电子等领域延伸，产业链价值显著提升。

当前，利夫生物、中科国生、赛瑞克等企业的万吨级FDCA产线正在加速推进，上游原料供给即将规模化。此时下游新应用的突破，对构建“原料-材料-应用”闭环具有重要战略意义。

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作为执行主席，朱锦研究员 将出席 #第11届生物基大会暨展览（2026年5月20-22日，上海），其团队成员 王静刚 教授级高工也将在大会上分享报告。

大会特设 第6届HMF-FDCA-PEF产业论坛，由利夫生物独家冠名，利夫生物、糖能科技、中石化大连院、中科国生、赛瑞克、云上新材、华呋新材、亚科股份、Avantium等国内外代表性企业都将出席参会，欢迎到场交流。

5月20-22日，上海见。