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2,5-呋喃二甲酸的发展前景及技术优势
- 2021-04-20-

        生物基高分子材料是解决我国塑料污染,促进人民健康,建设生态文明和高质量社会发展的关键。当前,诸如PLA和PBS的生物基聚合物材料在分子结构中缺乏芳环结构。与石油基聚碳酸酯(PC),聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),尼龙(PA)等相比,热机械性能较差。面对诸如食品包装和电子产品之类的水和氧屏障;食品包装,奶瓶,厨房用具等的耐热性;大包装,货运托盘和其他高强度要求,性能需要提高,并且应用受到严格限制。因此,要真正实现塑料的绿色制造,关键是开发替代对苯二甲酸(TPA)的生物基芳香族单体。美国的可口可乐,德国的杜邦,德国的巴斯夫,日本的三菱和荷兰的Avantium等公司都将呋喃二甲酸基共聚酯的商业化作为其主要开发产品。我国的PET年产量接近5000万吨,约占世界总产量的70%,但附加值一直相对较低。聚乙烯2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯(PEF)和共聚酯技术与国际化工巨头处于同一地位。 PEF和呋喃共聚酯生产应用工业化的发展,非常有利于我国聚酯产业的转型升级。  

        由淀粉或糖大规模制备生物基2,5-呋喃二甲酸(FDCA)具有与TPA相似的结构,目前是有望取代TPA的生物基芳族单体。其合成技术不断突破,价格有望接近石油基于TPA。

        (1)通过FDCA和乙二醇聚合制备的呋喃二甲酸乙二醇酯(PEF)具有比PET更高的玻璃化转变温度(87oC)和更好的阻气性(对CO2和O2的阻隔性),比PET高6.8-14.1倍。

        (2)基于FDCA的高Tg共聚酯,其Tg超过100 oC,可与美国的Eastman Tritan聚酯相媲美,可以解决我国婴儿奶瓶和厨房用具的关键材料瓶颈。

        (3)通过将FDCA与己二酸和丁二醇等共聚获得的可完全生物降解的共聚酯聚呋喃二甲酸-己二酸酯-丁二醇酯(PBAF)。对苯二甲酸-己二酸酯-丁二醇酯(PBAT)具有更好的水和氧阻隔性能,从而改善了农业地膜的保水和水果蔬菜的保鲜。目前,生物基芳香族单体2,5-呋喃二甲酸(FDCA)取代了石油基芳香族单体对苯二甲酸(PTA)和生物基乙二醇,丁二醇,异山梨醇,己二酸等。高阻隔,高耐热性和可降解呋喃共聚酯的关键制备技术和实验室先导测试。


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