2月9日,荷蘭一家可再生化學領域的領先技術(shù)公司Avantium的子公司與Eastman(伊士曼)簽訂專利許可協(xié)議,獲得在Eastman的FDCA相關專利組合的運營權(quán)利。Avantium公司認為,這項專利許可協(xié)議進一步為Avantium FDCA旗艦工廠的FDCA(呋喃二甲酸)和PEF(聚乙烯呋喃酸)商業(yè)化生產(chǎn)鋪平了道路,該旗艦工廠計劃于2023年啟動。這個專利許可證還將適用于FDCA和PEF技術(shù)后期的工業(yè)設施建設。
PEF的主要組成部分是呋喃二甲酸(FDCA)。鑒于FDCA的巨大潛力,這種原料的工業(yè)生產(chǎn)已經(jīng)進行了100多年的研究,但沒有成功。而FDCA具有與石油基單體對苯二甲酸( TPA) 相近的結(jié)構(gòu)和物性,可用于合成高性能聚酯、聚酰胺和環(huán)氧樹脂,被美國能源部確定為12種最具潛力的生物基平臺化合物之一,也被視為“沉睡中的巨人”。
PEF是一種100%植物型,可回收和降解的聚合物,具有廣泛的應用,例如包裝,紡織品,薄膜等。PEF將環(huán)境特征與卓越功能完美結(jié)合。它顯示出改善的對CO?和O?的阻隔性能,從而延長了包裝產(chǎn)品的貨架壽命。它還具有更高的機械強度,這意味著可以生產(chǎn)出更薄的PEF包裝,并且所需資源更少。這些額外的功能性與植物性原料相結(jié)合,賦予PEF成為下一代聚酯所需的所有屬性。
與石油基聚酯——聚( 對苯二甲酸乙二醇酯) ( PET) 相比,生物基聚酯——聚( 2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯)( PEF) 具有更優(yōu)異的物理-力學性能,在高阻隔性包裝材料、高性能纖維和工程塑料等領域具有廣闊的應用前景。然而,PEF 及其關鍵單體的合成技術(shù)仍存在很大的挑戰(zhàn),尚未實現(xiàn)工業(yè)化;同時,PEF 結(jié)構(gòu)-性能的研究也表明其性能上存在一些缺陷,需要進行改性,以促進 PEF 的加工和應用。
PEF與PET對比:
優(yōu)越的阻隔性能:
PEF的氧氣阻隔性是PET的10倍
PEF的二氧化碳阻隔性是PET的6至10倍
PEF的阻水性是PET的2倍
更有吸引力的熱性能:
PEF的Tg(玻璃化轉(zhuǎn)變溫度)為86°C,而PET的Tg(玻璃化轉(zhuǎn)變溫度)為74°C
PEF的Tm(熔點)為235°C,PET的Tm(熔點)為265°C
PEF可循環(huán)可再生
可再生:PEF以植物為基礎,而不是化石為基礎,并且碳足跡降低了50-70%(來源:烏得勒支大學哥白尼研究所(Eerhart等,2012)
可減少使用量:PEF優(yōu)越,可輕量化20%以上
可重復使用:PEF與PET結(jié)合使用可使PET瓶重復使用多達5倍
可回收:PEF已證明與現(xiàn)有的分揀和回收設施相匹配,可以替代無法回收的小型和多層包裝
可降解:當PEF意外地自然消失時,降解測試表明,在工業(yè)堆肥條件下(土壤中58°C的空氣/氧氣中250-400天時,PEF的降解速度要快得多)(資料來源:OWS,比利時根特的加速研究(2019年))
正在進行的為期10年的可降解性田間試驗的初步結(jié)果表明,PEF在環(huán)境條件下會降解(Avantium和阿姆斯特丹大學進行試驗)
作為新興的生物基聚酯,PEF 具有比傳統(tǒng)的石油基聚酯 PET 更優(yōu)異的物理-力學性能和巨大的環(huán)境效益,在高阻隔性包裝材料、高性能纖維和工程塑料方面具有光明的應用前景。PEF 的工業(yè)化開發(fā)和應用依賴于其合成技術(shù)、結(jié)構(gòu)-性能和改性研究取得更大的進展和突破。
在合成技術(shù)上,應重視熔融縮聚催化劑、工藝、副反應、反應動力學和工程問題的研究,同時促進分子量增長和抑制副反應,制得高分子量、高品質(zhì)的 PEF 產(chǎn)品。隨著FDCA 和 PEF 合成技術(shù)、PEF 結(jié)構(gòu)-性能和改性技術(shù)的研究和開發(fā)的不斷深入,有望在不久的將來實現(xiàn)高性能 PEF 材料的工業(yè)化生產(chǎn)和應用。
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