【生物基能源与材料】获悉，可再生及循环聚合物领域领军企业Avantium N.V.已与聚氨酯体系主要生产商PLIXXENT签署为期五年的承购协议。

根据协议，PLIXXENT将采购Avantium旗舰工厂生产的FDCA（2,5-呋喃二甲酸），用于建材的聚氨酯隔热泡沫的生产，这标志着Avantium正式进军建材领域，推动绿色未来建设。

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为什么FDCA适合制备聚氨酯？

FDCA分子含有两个羧酸基团（—COOH），可通过酯化或酰胺化反应转化为活性单体（如二元醇或二胺），如图所示。这些单体进一步与异氰酸酯（如MDI、HDI）反应，形成聚氨酯的硬段结构，提供交联网络所需的刚性。

图片来源自“Renewable and Biodegradable Polyurethane Foams with Aliphatic Diisocyanates”。

其核心的呋喃环具有刚性平面结构和高电子密度，能提升聚合物的以下性能：

• 热稳定性：呋喃环的高键能增强材料耐高温性（例如汉高开发的电子胶粘剂需满足高温工况）。

• 机械强度：刚性结构增加分子链间作用力，提高泡沫压缩强度与模量。

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FDCA基聚氨酯有何优势？

性能优势：FDCA衍生的多元醇含羰基（C=O），可与聚氨酯硬段中的氨基（—NH—）形成氢键，显著增强微相分离结构。

实验表明，此类氢键指数可达89%（化石基多元醇仅67%），直接提升泡沫的拉伸强度与回弹性。

呋喃环致密堆叠可阻隔O₂、CO₂等气体，其阻隔效率是石油基PET的6–10倍，适用于高密封要求的电子封装胶粘剂。

呋喃环疏水性高于苯环，降低水分渗透率，延长泡沫在潮湿环境中的寿命。

FDCA基多元醇与异氰酸酯反应活性高，可通过调节水量精确控制CO₂发泡速率，形成均匀闭孔结构（如密度150–300 kg/m³的硬泡），优化隔热与吸音性能。

环保优势：FDCA由植物糖类（如葡萄糖）经催化转化制得，生物基含量达100%。以Avantium的YXY®技术为例，每吨FDCA可替代1.5吨石油基原料，减少约70%碳足迹。

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FDCA基聚氨酯可通过醇解或水解回收单体，支持闭环再生。

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FDCA基聚氨酯有什么产业化应用？

• 汉高电子胶粘剂：采用FDCA替代30%石油基单体，开发高性能聚氨酯胶粘剂，用于智能手机等消费电子封装，兼顾强度与碳减排需求。

  Avantium+汉高：FDCA在胶粘剂的下游应用拓展

• 隔热泡沫扩展：FDCA基硬泡导热系数低至0.05–0.15 W/(m·K)，优于传统泡沫（0.02–0.03 W/(m·K)），适用于建筑保温领域。