[發(fā)明專利]一種生物質(zhì)乙二醇合成聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310370119.3
• 申請(qǐng)日: 2013-08-21
• 公開（公告）號(hào): CN104418997A
• 公開（公告）日: 2015-03-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張濤;蕭斌;鄭明遠(yuǎn);龐紀(jì)峰;姜宇;王愛琴
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所
• 主分類號(hào): C08G63/183
• 分類號(hào): C08G63/183;C08G63/86;C08G63/85;C08G63/83;C08G63/84;C08K5/524;C08K5/526
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標(biāo)代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于聚酯合成技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種生物質(zhì)乙二醇合成聚酯的方法。

背景技術(shù)

20世紀(jì)以來，石化產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，石油基產(chǎn)品覆蓋了我們生活的方方面面，據(jù)統(tǒng)計(jì)，世界上95%的能料和化學(xué)品都是以石化資源為原料的。當(dāng)前，幾乎所有的被廣泛使用在各個(gè)行業(yè)中的塑料制品都來源于石化產(chǎn)品。塑料行業(yè)一直是高利潤(rùn)行業(yè)，塑料產(chǎn)品的需求在持續(xù)增加。盡管不論從塑料較低的生產(chǎn)成本還是其廣泛的性能來看，可以肯定的是塑料是一種十分優(yōu)異的材料，但是如何讓這些材料原料擺脫對(duì)化石能源的依賴，尋求可再生綠色環(huán)保的原料進(jìn)行替代無疑是一個(gè)亟待解決的問題。生物質(zhì)資源來源廣泛且屬于可再生資源，若能加以利用，能在很大程度上緩解能源危機(jī)，所以生物質(zhì)作為一種可再生的能源引起了人們的廣泛關(guān)注。

聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PET）是一類性能優(yōu)異、用途廣泛的工程塑料。PET按用途可分為纖維和非纖維兩大類，后者包括薄膜、容器和工程塑料。PET在開發(fā)初期主要用于制造合成纖維（占PET消耗量的70%左右）。PET還用來制造絕緣材料、磁帶帶基、電影或照片膠片的片基和真空包裝等。目前工業(yè)上石油基PET以乙二醇和對(duì)苯二甲酸為原料，采用直接酯化法，連續(xù)工藝。

專利CN1868990A“一種玉米基乙二醇及用其制備PDT共聚酷纖維的方法”里采用的玉米基乙二醇，其中乙二醇的含量范圍為88%～98%，乙二醇中含有雜醇分別為1,2-丙二醇、1,2-丁二醇、1,4-丁二醇、2,3-丁二醇和1,2-戊二醇，這四種二元醇之和的含量范圍為0.1%-4%。該玉米基乙二醇是通過將玉米粗分餾產(chǎn)物經(jīng)過紫外光、高頻電場(chǎng)、強(qiáng)磁場(chǎng)，納米二氧化鈦等有機(jī)物降解處理，去除不穩(wěn)定有機(jī)物和環(huán)狀有機(jī)物，得到僅含少量其他二醇的乙二醇。該專利是一種共聚酯纖維的制備方法，存在聚酯大分子鏈段柔順性差，熔點(diǎn)高，親水性弱的缺點(diǎn)。

專利CN101525424A“聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯的制備方法”中，用玉米、甘蔗、小麥或其他農(nóng)作物的秸稈作生物原料，乙二醇是這些生物材料經(jīng)過生物發(fā)酵或化工加工制得。該專利中生物乙二醇在190～350nm的波長(zhǎng)范圍內(nèi)透過率為50%以上，250nm波長(zhǎng)的透過率是65%，300nm波長(zhǎng)的透過率是90%，按照聚酯級(jí)乙二醇標(biāo)準(zhǔn)，其紫外投光率未達(dá)標(biāo)。該專利原料乙二醇中乙二醇的含量為95%-99.9%，二元酸和二元醇的比例為1:1.05～1:1.20，采用常壓酯化，酯化反應(yīng)的溫度較高，聚合采用的催化劑為一般通用的催化劑，并沒有針對(duì)自己的反應(yīng)體系研究專有的催化體系。

專利CN102250330A“利用源于生物質(zhì)資源單體合成的高透明共聚酯及制備方法”發(fā)明的目的在于用來源于生物質(zhì)甘油的2-甲氧基-1,3-丙二醇和來源于生物質(zhì)葡萄糖的異山梨醇作為多元醇，與對(duì)苯二甲酸、乙二醇共聚，對(duì)苯二甲酸、乙二醇、2-甲氧基-1,3-丙二醇及異山梨醇的投料摩爾比為1:2～:0.2～1.0:0.2～0.6，得到高透明的聚酯材料。該專利中存在的問題是多元醇還是以石油基的乙二醇為主，只添加少量的生物質(zhì)二醇，是對(duì)PET的改性，并未實(shí)現(xiàn)聚酯所用二醇的全生物質(zhì)化。

綜上所述，目前生物質(zhì)乙二醇存在一些問題，所以未替代石油基乙二醇合成PET實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。針對(duì)這些問題，本發(fā)明提供一種生物質(zhì)乙二醇合成聚酯的方法，該方法消除雜醇對(duì)PET合成影響，使含有雜醇的生物質(zhì)乙二醇合成出符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的PET聚酯。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供一種化學(xué)轉(zhuǎn)化法制備的乙二醇合成聚酯的方法。生物質(zhì)化學(xué)轉(zhuǎn)化法制備出含有其它雜醇的乙二醇時(shí)，這些雜醇的存在對(duì)PET的合成及性能產(chǎn)生影響。本發(fā)明在于解決用生物質(zhì)乙二醇合成PET并消除生物質(zhì)乙二醇中雜醇的影響達(dá)到石油基聚酯的性能指標(biāo)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明使用的技術(shù)方案是：

本發(fā)明中生物質(zhì)乙二醇是通過自然界的碳水化合物、多羥基化合物化學(xué)催化轉(zhuǎn)化得到，包括纖維素、半纖維素、淀粉、蔗糖、葡萄糖、甘露糖、阿拉伯糖、木糖、低聚木糖、果糖、低聚果糖、山梨醇、甘露醇、木糖醇、甘油。含有微量雜醇的生物質(zhì)乙二醇其純度為95%～99.9%，微量雜醇為乙醇、1,2-丙二醇、1,2-丁二醇、1,2-戊二醇和1,2-己二醇。在220nm、275nm和350nm下，該生物質(zhì)乙二醇的紫外透光率分別為220nm≥75%,275nm≥92%,350nm≥99%。