聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的产业现状及技术进展

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(2023)年产2万吨PBAT专用高效催化剂项目可行性研究报告写作模板...

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(2023)年产2万吨PBAT专用高效催化剂项目可行性研究报告写作模板...(2023)年产2万吨PBAT专用高效催化剂项目可行性研究报告写作模板一、项目背景介绍PBAT(聚丁二酸丁二醇酯)是一种可生物降解的塑料材料,具有广泛的应用前景。

然而,由于PBAT的高成本和生产过程中的低效率,市场发展受到限制。

因此,研发一种高效催化剂用于PBAT的生产具有重要意义。

二、项目目标本项目的主要目标是开发一种高效催化剂,以提高PBAT 的生产效率并降低生产成本。

具体目标如下:1. 研发一种具有高催化活性的催化剂,能够显著加快PBAT的合成反应速率;2. 降低PBAT生产过程中所需的温度和压力,以减少能耗和生产成本;3. 提高PBAT的产品质量和稳定性,满足市场需求。

三、市场前景分析1. PBAT作为一种可生物降解的塑料材料,在环保意识提高的背景下,市场需求逐渐增长;2. 目前,PBAT的生产成本较高,限制了其市场规模的进一步扩大;3. 高效催化剂的研发将大大提高PBAT的生产效率和降低生产成本,有望推动该市场的快速发展。

四、技术路线和研发计划1. 设计合成高效催化剂的配方,并制备样品进行初步性能测试;2. 优化催化剂配方,通过试验筛选出最佳催化剂;3. 对最佳催化剂进行反应条件的优化,以提高PBAT的产率和产品质量;4. 对反应过程进行模拟和优化,寻找最佳生产工艺参数;5. 将优化的高效催化剂应用于实际生产中,并对产出的PBAT进行性能评价。

五、项目可行性分析1. 本项目的技术路线和研发计划严格合理,能够有效提高PBAT的生产效率和降低生产成本;2. 目前市场对可生物降解塑料材料的需求较高,该项目有良好的市场前景;3. 本项目已经取得了一些初步的实验结果,证明了高效催化剂的潜在应用价值;4. 政府和投资机构对可生物降解塑料材料领域的技术研发给予了政策支持和资金扶持。

六、项目风险与对策1. 技术风险:研发高效催化剂的过程中可能遇到一些技术困难,需要及时调整研发方向并加强团队合作;2. 市场风险:尽管市场对PBAT的需求增长,但市场竞争激烈,需与其他竞争对手进行差异化竞争和市场营销策略;3. 生产风险:在将高效催化剂应用于实际生产中时,可能遇到一些操作问题和技术难题,需要完善生产工艺并加强人员培训。

聚丁二酸丁二醇酯的合成及其性能

聚丁二酸丁二醇酯的合成及其性能

聚丁二酸丁二醇酯的合成及其性能聚丁二酸丁二醇酯是一种重要的聚合物材料,具有广泛的应用前景。

本文将介绍聚丁二酸丁二醇酯的合成方法以及其性能特点。

聚丁二酸丁二醇酯的合成方法主要有两种:一种是通过聚酯交酯化反应合成,另一种是通过聚酯交脱酯反应合成。

前者是将丁二酸与丁二醇在催化剂存在下缩聚,形成聚酯链;后者是将聚合物中的酯键通过酯交脱酯反应进行断裂,再与丁二醇发生酯交反应,形成聚酯链。

这两种方法都能够有效地合成聚丁二酸丁二醇酯,并且具有较高的产率和较好的产品质量。

聚丁二酸丁二醇酯具有许多优异的性能特点。

首先,它具有良好的可塑性和可加工性,可以通过热压、挤出、吹塑等工艺加工成各种形状的制品。

其次,聚丁二酸丁二醇酯具有较高的拉伸强度和弹性模量,具有较好的机械性能。

此外,聚丁二酸丁二醇酯还具有优异的耐热性和抗氧化性,能够在高温环境下保持较好的性能稳定性。

此外,聚丁二酸丁二醇酯还具有较好的耐腐蚀性和耐溶剂性,能够在酸碱溶液和有机溶剂中保持较好的稳定性。

聚丁二酸丁二醇酯的应用领域十分广泛。

首先,它可以用于制备塑料制品,如塑料薄膜、塑料容器等。

其次,聚丁二酸丁二醇酯还可以用于制备纤维材料,如纺织品、织物等。

此外,聚丁二酸丁二醇酯还可以用于制备涂料、胶粘剂等化工产品。

在医疗领域,聚丁二酸丁二醇酯可以用于制备生物医用材料,如人工关节、缝线等。

总之,聚丁二酸丁二醇酯在各个领域都有重要的应用价值。

综上所述,聚丁二酸丁二醇酯是一种重要的聚合物材料,其合成方法简便,性能特点优异,应用前景广阔。

随着科学技术的不断进步,相信聚丁二酸丁二醇酯将会在更多领域得到应用,为人们的生活带来更多便利和舒适。

聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯(PBAT)合成工艺技术研究进展与应用展望

聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯(PBAT)合成工艺技术研究进展与应用展望

2021年第6期广东化工第48卷总第440期 · 47 ·聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯(PBAT)合成工艺技术研究进展与应用展望欧阳春平1*,卢昌利1,郭志龙1,王超军1,姚逸1,熊凯1,张尔杰1,焦建2,曾祥斌1(1.珠海万通化工有限公司,广东珠海519050;2.金发科技股份有限公司企业技术中心,广东广州510520) [摘要]介绍了目前国内外完全生物降解共聚酯聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯(PBAT)的生产现状、合成工艺技术及应用开发,主要介绍了三种不同酯化工艺合成PBAT的工艺技术流程,并对PBAT的应用与前景进行了展望。

[关键词]PBAT;完全生物降解;合成;应用[中图分类号]TQ [文献标识码]A [文章编号]1007-1865(2021)06-0047-02Prospection about Application and Research Progress of Synthesis Technology of Poly (butyleneadipate-co-terephthalate) (PBAT)Ouyang Chunping1*, Lu Changli1, Guo Zhilong1, Wang Chaojun1, Yao Yi1, Xiong Kai1, Zhang Erjie1, Jiao Jian2, Zeng Xiangbin1(1. Zhuhai Wango Chemical Co., Ltd., Zhuhai 519050;2. National-certified Enterprise Technology Center, Kingfa Science and Technology Co., Ltd., Guangzhou 510520, China)Abstract: In the paper, the production status, synthesis technology and application development of Poly (butyleneadipate-co-terephthalate) (PBAT) at home and abroad were introduced. More important, the technical progress of PBAT synthesis using the three different esterification process was introduced, and the industrial prospect of PBAT was prospected.Keywords: PBAT;biodegradation;synthesis;application通用塑料的大量使用在给人类的生产生活带来极大便利的同时,也造成了严重的危害:一方面,通用塑料的制造对石油资源的高度依赖造成了石油资源的日益短缺;另一方面,其制造过程产生大量废气,导致空气中二氧化碳等温室气体的含量剧增,进而引发了温室效应;更为严重的是,通用塑料的废弃物在自然界的长期残留对人类赖以生存的自然环境造成了严重的污染。

以BDO为原料生产PBS类聚酯、PTMEG的耦合工艺

以BDO为原料生产PBS类聚酯、PTMEG的耦合工艺

以BDO为原料生产PBS类聚酯、PTMEG的耦合工艺摘要:在生产PBS(聚丁二酸丁二醇酯)类聚酯时,会产生副产品THF(四氢呋喃),THF经聚合、脱色、酯交换后可以生成PTMEG(聚四氢呋喃),这是生产PTMEG的最主要方式。

而THF的生产主要依靠对BDO(1,4-丁二醇)进行聚酯操作来完成。

因此,本文对利用BDO来同时生产PBS类聚酯和PTMEG的耦合工艺的可行性进行了探讨,经过探讨得知,这种耦合工艺可以很好的实现在生产PBS的同时对PTMEG进行生产。

关键词:BDO;PBS类聚酯;PTMEG;耦合工艺0引言利用BDO进行聚酯操作可以得到多种聚酯产品,主要有聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)等,其中,PBS因为具有降解性能,近年来其生产速度开始提升,其在塑料薄膜、塑料袋的生产中作用广泛。

在利用以BDO为原料生产的PBS进行塑料产品的生产过程中,由于高温与高真空的影响,PBS在酯化时会出现分子内脱水的情况,从而产生THF,经过分离后会得到含THF液体,再对其进行提纯,就会得到高纯度THF[1]。

在利用THF生产PTMEG时,二者的生产地往往不一。

对于较偏远地区如内蒙古、新疆等,THF的运输成本与运输安全都是很大的问题。

PTMEG在国内主要用来生产氨纶和聚氨酯弹性体,其产品具有许多优点,如柔韧性好、耐老化、耐化学品腐蚀性好等。

目前,国内在生产PTMEG时,均先生产THF,再对THF进行聚合、脱色、酯交换,然后生成PTMEG。

THF是利用BDO进行聚酯操作后产生的最下游聚酯产品,而大部分(80%)的THF都用在了PTMEG 的生产上。

目前,国内在发展PBS类聚酯项目和PTMEG项目时,都会建设相应的BDO项目进行配套生产。

因为三者之间的联系,将PBS、BDO、PTMEG进行耦合生产并开发出相应的工业装置就十分必要。

本文将从PBS类聚酯与PTMEG生产工艺、THF质量与产量等角度,分析与探讨以BDO为原料同时生产PBS类聚酯和PTMEG的耦合工艺的可行性。

聚丁二酸丁二醇二甘醇酯的合成与性能研究-毕业论文

聚丁二酸丁二醇二甘醇酯的合成与性能研究-毕业论文
Key words:Poly butylene / diethylene glycol succinate;Degradation;Diethylene glycol;Molecular Weight;Monobutyltin oxid
第一章
1.1
从Staudinger于1932年提出大分子学说,奠定了高分子学科的基础为开始,到1935年杜邦公司成功的合成尼龙66,直至现在短短的70多年时间,高分子材料已经渗透到国民经济各部门和人们生活的各个方面。今天世界合成高分子材料的年产量已经超过1.4亿吨,以体积计,早已超过钢铁,成为人类使用量最大的材料品种,随着高分子学科的不断发展,其重要性也日益凸显。合成高分子材料和钢铁、木材、水泥并称为材料领域的四大支柱。据统计,目前体现发达国家水平指标之一的高分子材料人均年消费量已达80~120公斤。高分子材料的使用量在某种意义上已经成为衡量一个国家工业化程度和人民生活水平的重要标志。
可生物降解高分子材料是指一定条件下能被生物降解的材料。工业化的发展为人类提供了许多新材料,它们在不断改善人类物质生活的同时也带来了大量废物,使人类的生存环境迅速恶化。在众多的环境污染中,高分子废弃物对环境的污染举足轻重,为此开发可降解高分子材料,不失为解决环境污染的重要途径。近年来,可降解高分子材料的研究开发已成为高分子领域的热点之一。可生物降解高分子材料是其中的重要组成部分,随着人们对可生物降解高分子材料的认识的不断深入,开发的途径也变得多种多样。
In this paper, by studying poly butylene / diethylene glycol esters, the most suitable single-butyl tin oxide polymerization catalyst (MBTO), the most suitable molar ratio of 1.15:1, the most suitable etherification temperature, the temperature in order to prepare different butanediol and diethylene glycol ratio of the sample.Then the prepared samples by molecular weight determination, 1H-NMR determination, differential scanning calorimetry (DSC) for thermal performance testing, tensile test, degradation of performance test, the best of butanediol and diethylene glycol the ratio.Be suitable for market needs, high molecular weight, and low cost, excellent mechanical properties; do not pollute the environment of the polymer, according to butylene / diethylene glycolsuccinate(PBDGS).

PBS改性与应用

PBS改性与应用

PBS的改性与应用聚丁二酸丁二醇酯(PBS)是一种优异的生物降解材料,其用途极为广泛,可用于包装、餐具、农用薄膜、生物医用高分子材料等领域。

与聚己内酯(PCL)、聚(3-羟基丁酸酯)(PHB)等降解塑料相比,PBS价格低廉,且综合性能良好,能与多种助剂和材料进行改性聚合,具有广阔的应用前景。

PBS通常以脂肪族二元酸、二元醇为主要原料进行化学合成,也可通过含有纤维素、葡萄糖、果糖、乳糖等可再生农作物产物,经生物发酵途径实现绿色循环生产。

改性PBS的加工性能是目前降解塑料中最好的,几乎可在现有通用塑料加工设备上进行各类成型加工[1]。

同时可以将大量碳酸钙、淀粉等廉价填料与PBS共混,以降低成本。

1、PBS的合成工艺自从Lathers首次合成PBS以来,PBS的合成工艺得到了迅速的发展,而以化学合成法的应用最为广泛。

其中化学合成法又可分为溶液缩聚法、熔融缩聚法、扩链法、酯交换聚合法[2]。

作为线性脂肪族聚酯,PBS也可采用生物发酵法进行合成【3】,但由于其成本较高,很难得到推广。

2、PBS的改性PBS具有良好的生物降解性能,但其加工温度较低,最终制得的PBS分子量低、黏度低,力学性能不能与通用塑料相比。

另外,PBS价格昂贵,也导致其应用受到了限制。

因此,对PBS进行改性势在必行,PBS的改性方法如下:2.1 共混改性将聚酯(如PET、PBT)、淀粉、聚乳酸(PLA)等材料与PBS进行共混,可提高PBS的力学性能并降低其生产成本。

2.1.1 淀粉/PBS 共混淀粉的加入可提高PBS的弹性模量,且淀粉对环境友好,属于可生物降解材料。

淀粉/PBS共混物综合性能好,但其两相相容性较差。

酒永斌、姚维尚、王晓青等[3]的研究表明:在淀粉/PBS共混物中加入马来酸酐(MAH),采用“一步法”挤出工艺,可以提高体系的相容性。

当MAH的含量为PBS的1%时,共混物的冲击强度提高了143%,拉伸强度提高了94%。

与纯淀粉体系相比,淀粉/PBS共混物的防水性得到很大提高。

聚丁二酸丁二醇酯(PBS)改性及熔融沉积成型特性研究

聚丁二酸丁二醇酯(PBS)改性及熔融沉积成型特性研究

聚丁二酸丁二醇酯(PBS)改性及熔融沉积成型特性研究快速成型技术以其全新的制造思想、快速的制造周期、灵活的产品模型而受到极大关注,被看作是“第三次工业革命”。

作为快速成型技术之一的熔融沉积成型技术(FDM),目前通用的耗材为生物降解聚合物聚乳酸(PLA),PLA线材打印温度需在200℃以上,这就容易给3D打印教育培训中自我保护意识较弱的青少年儿童带来烫伤等安全隐患。

因此,开发打印温度尽可能低,同样具有优异的力学性能、无毒和生物降解能力的聚合物材料是目前FDM技术线材研究的热点问题。

聚丁二酸丁二醇酯(PBS)具有降低的熔点和优良的力学性能,是全生物降解材料重要品种之一。

然而未经改性的PBS结晶程度的低,结晶形态差,分子量及特性粘度低,熔体流动速率高,熔体强度不足,阻碍了其在熔融沉积成型中的应用。

针对上述不足之处,本文中分别采用结晶改性、扩链改性和共混改性等手段对PBS进行了改性研究,综合运用差示扫描量热法、偏光显微镜、特性黏度测试、熔体流动速率、转矩流变分析、热失重分析、SEM相形态测试等分析手段对改性PBS改性效果进行表征分析,之后通过制件翘曲度测量、制品精度观察、线材拉伸强度测试、制品力学性能测试及制品抗老化性能测试等宏观表征方法比较改性前后的PBS材料对熔融沉积成型制品性能的影响。

得出主要结论如下:首先,在异相结晶成核剂改性PBS中,无机成核剂纳米碳酸钙、有机羧酸盐类成核剂、镧系化合物均能对PBS起到成核结晶作用,有效提高其结晶温度,其中有机羧酸盐类成核剂效果最好。

结晶改性PBS能改善3D打印产品在成型中的翘曲度,实验结果表明,PBS材料喷头打印温度120℃,底板温度控制在85℃左右,有利于进一步改善其制品的翘曲度性能。

成核剂的加入对PBS熔融沉积成型制品的力学性能的影响呈现出了同注塑成型相似的规律,即针对PBS及添加成核剂改性的PBS熔融沉积成型制品而言,不同类型成核剂的加入能让PBS制品的拉伸强度和缺口冲击强度有所提高,而弯曲强度则下降。

新建2万吨PBS生物可降解聚酯项目环境影响报告书简本

新建2万吨PBS生物可降解聚酯项目环境影响报告书简本

新建2万吨PBS生物可降解聚酯项目环境影响报告书第1章建设项目概况1.1 建设项目的地点及相关背景1.1.1 建设项目地点本工程拟选厂址位于某市西盘粮村南约0.6km处。

厂址所在地地势平坦、开阔,海拔标高为752m。

1.1.2 建设背景全生物降解塑料聚丁二酸丁二醇酯(PBS)是一种全生物可降解塑料,它综合性能优异,性价比合理,可用于包装、餐具、化妆品瓶及药品瓶、一次性医疗用品、农用薄膜、农药及化肥缓释材料、生物医用高分子材料等领域,用途极为广泛,具有良好的应用推广前景,已成为生物降解塑料材料中的佼佼者。

PBS还可以用做缓冲用品、托架网、隔板、复合膜、种子培养带、草坪用网、植被罩、渔网、钓线、短期标牌、化妆品瓶、各种塑料卡片、婴儿尿布、高尔夫球座、农用材料、药物缓释载体基质、土木绿化用网、膜等。

随着聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的深入开发,其应用领域和用途还会不断扩大。

为此某高新科技有限公司拟新建2万吨PBS生物可降解聚酯项目,本项目建成后可以收到可观的经济效益,对发展当地经济,提高当地财政收入,提升居民生活水平均有利。

1.2 工程概况1.2.1 建设内容本项目由主体生产设施、辅助生产设施、公用工程和环保工程等组成,具体情况见表1.2-1。

1.2.2 生产工艺聚丁二酸丁二醇酯是通过丁二酸和1,4-丁二醇聚合而成,合成方法主要有两种:扩链法和一步法。

扩链法由于工艺相对复杂,且扩链法的扩链剂为二异氰酸酯,导致了材料的生物安全性降低,使其产品在食品包装及人体接触的产品中受到限制。

一步法在通过二元酸(丁二酸)和二元醇(1,4-丁二醇)直接缩聚反应,无须后续扩链过程,避免因扩链剂引入二异氰酸酯,提高了产品的安全性能。

本工程采用采用一步法工艺,中国科学院理化技术研究所工程塑料国家研究中心开发的工艺包。

全厂装置生产工艺及污染源分布流程图见图1.2-1。

1.2.3 生产规模及产品方案建设规模:可降解塑料母料20000吨/年 产品方案:本工程产品方案见表1.2-2所示。

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聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的产业现状及技术进展1、PBS 的结构、性能与应用PBS的全称为聚丁二酸丁二醇酯,是一种脂肪族聚酯,其结构单元为丁二酸与丁二醇形成的酯,其分子式: HO-[ CO-( CH2)2-CO-O-( CH2)4-O]n-H ,PBS分子链较柔软,且熔点较低。

PBS于20世纪90年代进入材料研究领域,并迅速成为广泛推广应用的通用型生物降解塑料研究的热点材料之一。

其优异性能主要表现在以下几个方面:(1) 加工性能。

PBS 的加工性能非常好,可在通用加工设备上进行注塑、挤出和吹塑等各类成型加工,同时也可共混碳酸钙、淀粉等填充物,降低成本。

(2) 耐热性能。

PBS 具有出色的耐热性能,是完全可生物降解聚酯中耐热性能最好的品种,热变形温度接近100℃,改性后可超过100℃,满足日常用品的耐热需求,可用于制备冷热饮包装和餐盒。

(3) 力学性能。

与其他生物降解塑料相比,PBS 力学性能十分优异,具有与许多通用树脂如聚乙烯、聚丙烯相近的力学性能。

(4) 降解性能与化学稳定性。

PBS 在正常储存和使用过程中性能非常稳定,只在堆肥、土壤、水和活化污泥等的环境下会被微生物和动植物体内的酶分解为二氧化碳和水。

由于PBS 有上述良好的性能,使它在很多方面都有着非常重要的用途。

首先它可用于包装领域,主要有垃圾袋、食品袋、各种冷热饮瓶子和标签等。

由于PBS 良好的成膜性,另一个重要应用是作为农林业中的农用薄膜,以及各种种植用器皿和植被网等。

其次,在PBS中添加滑石粉、碳酸钙等还能制成各种成型制品,被用于日用杂品。

与PET 类似,PBS 还可作为纺织材料纺丝加工。

此外,由于具有生物相容性和可降解性,PBS 还可应用于医用制品中的各种人造材料如人造软骨、缝合线、支架等。

2、PBS 的工业化生产2.1 国外PBS 产品早在上世纪30 年代,Carothers 就已经成功制备出了PBS,但由于受当时工艺条件的限制,制得的PBS 分子量小于5000,无法用作实际材料。

直到上个世纪90 年代,随着人们对脂肪族生物降解材料的研究逐渐深入,满足实际应用要求的高分子量的PBS 才被开发成功。

日本昭和高分子公司于1993 年建立了一套年产3000 吨PBS 及其共聚物的半商业化生产装置,其系列产品以“Bionolle”的商品名面世( 中文名: 碧能) ,这是世界上首个商业化的PBS 树脂。

Bionolle 是一种结晶型热塑性塑料,分子量从几万到几十万,玻璃化转变温度为-45~ -10℃,熔点为90 ~ 120℃,耐热温度接近100℃,具有良好的力学性能和加工性能,其制品包括农用薄膜、垃圾袋、发泡材料等。

然而Bionolle 系列PBS 的生产过程中需要用到二异氰酸酯作扩链剂来提高分子量,由于二异氰酸酯的毒性较大,限制了其产品在医用材料、食品包装、一次性餐具等领域的应用,时至今日,Bionolle 已经扩大为多个品种和牌号的一类产品。

从1998 年开始,德国巴斯夫就推出了自己的完全可降解聚酯商品Ecoflex,主要为脂肪族和芳香族的共聚酯,还可以与淀粉进行共混,提高降解性。

美国伊士曼( Eastman) 公司以商标Eastar Bio 生产了一系列共聚酯产品。

杜邦公司也拥有商标为Biomax 的降解聚酯塑料产品。

另外还有日本的三菱化学Mitsubishi、韩国的SKChemical 和Ire Chemical 等均可生产PBS,商品名分别为GS pla,Skygreen 和EnPol,其中三菱化学宣称开发的是基于生物技术的PBS 生产技术,因其原料丁二酸从植物淀粉中提取。

2.2 国内产业化历程国内的PBS 研究和产业化起步较晚,但发展速度较快。

在这方面,中科院理化研究所工程塑料国家工程研究中心和清华大学走在了前列。

2006 年,安徽安庆和兴化工公司依托清华大学技术建成年产3000 吨挤出、注塑级的PBS 生产线,2009 年万吨级的挤出、注塑级生产线也已顺利投产;年底中科院理化所和浙江杭州鑫富药业股份有限公司达成合作协议,授权鑫富药业生产20000 吨/年PBS,于2007 年完成了一期的生产设施建设,并试车成功,顺利生产出注塑级、挤出级和吹膜级的PBS,一期年产量为3000 吨,二期达到20000 吨。

这条生产线是世界上第一条一步法PBS 生产装置。

同年中科院理化所又与江苏邗江佳美高分子材料厂签订了PBS 项目合作合同,产量为13000 ~ 20000 吨/年,并于2007 年试车成功。

山东汇盈新材料科技有限公司也采用了中科院的技术建设了一套20000 吨/年的PBS 装置,并于2013 年投产,再加上其2012 年建成的500 吨/年装置,总产能达到25000 吨,号称是全球最大的PBS 生产基地。

2013 年,中科院理化所的技术又落户山西金晖兆隆高新科技有限公司,产能为20000 吨/年。

2009 年,金发科技启动了位于珠海的PBSA 项目,2010 年5 月建成试产,2011 年投产。

首期产能为30000 吨/年,二级为90000 吨/年。

其PBSA产品主要用于出口。

2012 年,蓝山屯河年产10000 吨PBS 装置试车成功,标志着填补我国西北五省空白的PBS 降解塑料在新疆诞生,同时也成为国内五家PBS 降解塑料的生产企业之一。

表1 列举了国内外生产PBS 及其共聚物的主要公司。

表1 PBS 全球主要生产企业及产能生产企业产品商标产品类别产能( kt/a)所在国家昭和高分子BionollePBS PBA 6 日本三菱化学Gs-PlaPBS 3 日本杜邦Biomax Polyester15 美国伊士曼Eastar bio Polyester15 美国巴斯夫Ecoflex Polyester14 德国S K chemica l SkygreenPBS 2 韩国IreChemLtdEnPol PBS 1.5 韩国安庆和PBS 10 中国兴化工PBS 20 中国杭州鑫富药业PBS 20 中国扬州邗江格蕾丝PBSA 30 中国广州金发科技PBS 10 中国蓝山屯河3、PBS 原料生产现状3.1 丁二酸丁二酸又名琥珀酸,是合成PBS的主要原料之一。

目前制备丁二酸的工艺主要有化学合成法和生物发酵法。

国内安庆和兴化工公司与浙江工业大学合作,于2006 年建成了3kt/a 的无隔膜连续化绿色电化学合成丁二酸的生产线。

生物发酵法生产已经商业化,并具有一定的优势。

21 世纪初,日本三菱公司与日本味之素公司联合开发以农作物玉米为主要原料生产丁二酸的技术;2011年,荷兰帝斯曼公司与罗盖特公司在法国美国可再生生物化学品制造商Myriant公司建成投产了13.5kt/a的生物基丁二酸生产线;Bioamber公司启动了20kt/a的丁二酸工业化生产装置的建设,另外还打算在加拿大安大略省建设17kt/a 的丁二酸装置,并计划2014 年将此装置生产能力翻番;德国巴斯夫公司与荷兰普兰克公司进行合作生产生物基丁二酸,并计划建设25 kt/a 的发酵装置;日本三菱公司与Ajinomoto公司合作开发了生物发酵法生产丁二酸的技术,以植物淀粉为原料将建设30kt/a 的生物基丁二酸装置;中国石化扬子石化公司于2013 年元月建成了1kt/a的生物发酵工艺制备丁二酸的中试装置,并与2014年完成中试;目前国内在建的山东兰典年产5万吨丁二酸的工业化装置将计划于2015年投产。

3.2 1,4-丁二醇1,4-丁二醇(BDO)主要应用于PBS 等聚酯原料及聚氨酯的扩链剂等,其生产方法有Reppe法、顺酐法和丙烯醇法等。

2013年全球BDO 总产能为278万吨,产量约161万吨,开工率58%。

亚太地区为全球主要的BDO生产地区,尤其是中国,2013年的生产能力达到128万吨,约占全球总生产能力的46%。

全球主要生产厂家有巴斯夫、台湾大连化工、利安德巴塞尔、美国国际特品和新疆美克等,2013年全球BDO消费量约161万吨,我国为48万吨。

2014年上半年我国BDO市场跌幅剧烈截至7月跌幅31%。

目前,我国BDO市场已进入成长期,行业由供不应求步入供应过剩,其下游需求急需扩大,以消化过剩的产能。

4、PBS 的生产技术4.1 PBS 主要生产方法4.1.1 直接酯化法丁二酸和1,4—丁二醇先在较低的反应温度下发生酯化反应脱水形成羟基封端的低聚物,然后在高温、高真空和催化剂存在下脱二元醇,即可得到较高分子量的PBS。

从反应本身的角度看,这种方法最直接,通过羧酸和醇的酯化反应可以直接得到产物聚酯,只需要除去生成的小分子就可以了。

4.1.2 酯交换法与PET 的合成路线类似,如果原料中的纯度不高,无法保证单体官能团的严格等摩尔配比,就难以生成分子量较高的产物。

酯交换法则有效避免了这一问题。

原料选取丁二酸的衍生物——丁二酸二甲酯或二乙酯,在催化剂存在下与1,4-丁二醇发生酯交换反应,经脱除甲醇或乙醇得到丁二酸二丁二醇酯,再在高温高真空和催化剂的条件下得到PBS。

由于丁二酸熔点比对苯二甲酸低,可进行重结晶提纯,能够实现反应单体的等摩尔配比,因此在工业化生产过程中,主要采用实施起来更简单的直接酯化法。

酯交换法多见报道于科研方面。

无论是直接酯化法还是酯交换法,合成中都包含两步基本反应——酯化反应和聚合反应。

不同之处是,在第一步的酯化反应中,酯交换法是通过酯交换脱去甲醇完成酯化,而直接酯化法通过醇酸缩水达到酯化。

聚合过程都是对酯化反应的产物再进一步发生酯交换缩聚,增大分子量而最终得到PBS。

4.1.3 扩链法上述两种合成方法,在聚合反应阶段中都需控制反应条件,如升高温度、降低压力,不断脱除小分子等以获得相对分子质量较高的PBS。

但在反应过程中,尤其是在反应后期,温度往往超过200℃,可能出现脱羧、热降解、热氧化等副反应,从而影响聚合物相对分子质量的提高。

为了在比较温和的条件下提高相对分子质量,人们采用了一类物质扩链剂,利用其活性基团与PBS 的端基反应,以实现分子链的增长,这就是扩链法。

缩聚—扩链法是一种重要的合成相对高分子质量聚酯的方法。

该法可以在短时间内大幅度提高聚合物的相对分子质量,具有便捷、高效、设备投资低等优点。

昭和公司早期的Bionolle 就是采用扩链的方法得到的。

其扩链剂为异氰酸酯类,经过扩链可将PBS 的分子量提高到5 ~ 30 万,从而提升其各方面的性能。

但是通常所用的扩链剂均为异氰酸酯类化合物,其毒性较大,容易在产品中造成残留,因此扩链法虽然可以有效提高分子量,但PBS 在食品包装和医用制品上的应用受到限制。

4.2 PBS 的技术进展随着工程设计水平的提高、设备材料的发展以及高效催化剂的不断研究,不依靠扩链,只通过酯化—缩聚得到的脂肪族聚酯分子量也可以达到10 万以上。

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