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中国塑协BOPET专委会主办
宁波材料所在生物基PET聚酯合成方面取得新进展
发布日期:2016-10-20 阅读次数:719中科院宁波材料所朱锦研究员带领的生物基高分子材料团队通过2,5-呋喃二甲酸与乙二醇共聚,采用直接酯化缩聚法,制备了一系列分子结构中呋喃环含量不同的生物芳香聚酯PEF(又称生物基PET),如图1所示,特性黏度控制在0.75-0.98dL/g之间。TGA和DSC研究表生物基聚酯的Tg明显升高,PEF的Tg比PET提高18°C,熔融温度降低40°C,强度和模量明显提高。材料气体阻隔性测试表明PEF的CO2阻隔性能比PET提高14.8倍,O2阻隔性能比PET提高6倍。由于生物基芳香聚酯PEF具有好的耐热性、强度、模量和阻隔性,目前放大到5L反应釜,实现了PEF公斤级制备,特性黏度0.65-0.95dL/g之间,不同级别精确可控,并解决了呋喃聚酯颜色发黄的问题,制备出无色透明共聚酯。在此基础上开展了纤维、薄膜、工程塑料等领域的应用研究,如图2所示。目前已申请相关中国及国际专利9项(CN201410763313.2,CN201410787166.2,PCT/CN2014/094066,2016108312265,2016108312138等)。
为了拓展PEF的应用领域,开发出了高韧性呋喃共聚酯PECF,其具备了优良的综合性能,PECF的Tg比PET提高11°C,熔融温度降低35°C,CO2阻隔性能比PET提高5.2倍,O2阻隔性能比PET提高3.2倍,而断裂伸长率达到154%,性能对比如表1,图3所示,完全满足塑料啤酒瓶的制造需求。开发的耐高温呋喃共聚酯PETF系列聚酯,其玻璃化转变温度最高达到122°C,且具有很好的冲击性能,与聚碳酸酯(PC)相比,克服了PC耐溶剂性差的缺点。PETF系列生物基芳香聚酯同时具备了耐高温、耐溶剂、良好的抗冲性和人体接触安全性,非常适合用于婴儿奶瓶、玩具等制造,也可替代和补充PC用于航空、汽车制造等众多领域(Polymer, 2016, 103: 1-8.)。