本发明专利技术公开了一种生物基聚对苯二甲酸乙二醇酯，生物基聚对苯二甲酸乙二醇酯的熔点为２５５－２７０℃，其原料乙二醇为生物基乙二醇，即原料乙二醇成分中的碳元素是来源于生物材料。生物基原料来源聚对苯二甲酸乙二醇酯性能优良，熔点、二甘醇含量、末端基含量、特性黏度和常规石油基原料来源聚对苯二甲酸乙二醇酯相比没有区别，且符合环保需要。
【技术实现步骤摘要】
-本专利技术是一种聚对苯二甲酸乙二醇酯。
技术介绍
近年来，随着人类生存环境的日益恶化，人们越来越关注开发环境 友好性材料和使用可再生原材料。石油作为不可再生资源，是最重要的 化工原料，但是由于在使用工程中以及最终废弃中大量C02的排放，co2大量排放导致了全球气候变暖等一系列的问题，并且直接威胁人类的生存。如果利用生物原料，则不会再新增加环境中的C02含量，达到减少温室效应保护环境的目的，还能为农作物市场增收。因此如何利用 生物基原料，减少石油的使用，是人们面临重要研究问题之一。聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维是目前世界产量最大的合成纤 维品种，在中国国内的产能在一千万吨以上，是一项重要的化工产品。 由于生产PET的原料都是来源于石油的加工品，如何使用非石油原料 开发聚酯生产原料产品以及PET产品是一个重要的研究课题。目前人们已经利用可再生生物资源生产出了多种聚合物生产原料 产品以及多种聚合物产品，例如杜邦公司通过对玉米进行发酵，经过生 物和化工过程，制备得到l， 3-PDO，并开发出了含有约36wt。/。来源于 生物材料而非石油材料的聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)聚合物。 Natureworks公司同样以农作物为原料，经过生物和化工过程，生产出了纯生物来源和易于生物降解的聚乳酸(PLA)聚合物。在CN200610028411.7中，东华大学公开一种玉米基乙二醇的制备方法及 利用该方法制备得到的乙二醇直接聚合制备PDT共聚酯纤维的方法， 该方法得到的生物基乙二醇含量最高为98%，没有达到聚酯聚合用乙二 醇的纯度99.5%以上的要求，而且因为引入共聚成分使其和常规聚酯的 性能有区别，如该共聚酯纤维易染色也易退色。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种符合环保需要的生物基聚对苯二甲酸 乙二醇酯。本专利技术的技术解决方案是一种生物基聚对苯二甲酸乙二醇酯，其特征是①生物基聚对苯二甲酸乙二醇酯的熔点为255-270°C;②其原料乙二醇为生物基乙二醇， 即原料乙二醇成分中的碳元素是来源于生物材料。所述生物材料是玉米、甘蔗、小麦或其他农作物的秸秆。其中玉米、 小麦为其种子和/或秸秆。生物基乙二醇的纯度在99%-100%之间。聚对苯二甲酸乙二醇酯是由生物基乙二醇通过和对苯二甲酸直接 酯化或者和对苯二甲酸二甲酯酯交换制备得到的。聚对苯二甲酸乙二醇酯的特性粘度为0.55 0.75dl/g。 聚对苯二甲酸乙二醇酯中的二元醇是重要的生产原料，通常每生产 一吨的PET，就需要约0.35吨的乙二醇，而制造一吨的乙二醇就涉及 到六吨以上的石油原料。本专利技术中聚对苯二甲酸乙二醇酯中二元醇生产的原材料来源于生物材料。其中的生物材料为玉米、甘蔗、小麦或其他 农作物的秸秆。玉米、小麦、甘蔗农作物以及其他农作物秸秆是一种可再生资源， 能将空气中的C02通过光合作用，转化为各种淀粉、糖类、纤维素、 木质素等在农作物果实及其秸秆中储存起来，而且即使农作物和农作物秸秆废弃后也会产生C02，利用农作物以及农作物秸秆为原料制备生产 聚酯用原料不会新增加环境中的C02气体，具有很好的环保作用。本 专利技术利用玉米、小麦、甘蔗等农作物及农作物秸秆经过生物发酵和/或 化工加工过程制得的二醇来制备聚对苯二甲酸乙二醇酯。本专利技术使用安徽丰原集团生物基环氧乙垸产品来制备乙二醇。生物 基环氧乙烷采用玉米、甘蔗、小麦或其他农作物的秸秆发酵制备乙醇， 加氢制备乙烯，再加氧制备而得到。由生物基环氧乙烷制备得到的是粗 乙二醇，粗乙二醇然后采用经过精馏提纯分离出催化剂、其他二醇和不 稳定有机物和环状有机杂质、和水后浓縮得到乙二醇的工艺路线，使得 生物基乙二醇纯度达到99-100%，满足聚酯生产要求，排除其他二醇、 不稳定有机物以及环状有机物的影响。其他二醇、不稳定有机物以及环 状有机物的存在会影响到聚酯的性能。本专利技术最关键的特征在于采用纯度为99-100%生物基乙二醇制备 得到的聚对苯二甲酸乙二醇酯的熔点为255-270°C。生物基原料制备聚 酯，由于在生物基醇原料中含有其他二醇，如l， 2-丙二醇、1， 3-丙二 醇、丁二醇，以及其他有机物质，这些其他二醇和有机物质与酸进行聚 合时会影响聚合时间、聚合速度以及最终产物的性能，会使聚酯切片的熔点降低， 一般生物基醇原料制备得到的聚对苯二甲酸乙二醇酯的熔点 比常规石油基醇原料制备得到的聚对苯二甲酸以二醇酯的熔点要小10 。C左右。而且一般生物基醇原料含有有色物质，这种有色物质严重的影 响了最终聚酯切片的色调。本专利技术用安徽丰原集团的生物基环氧乙烷来 自制乙二醇，将安徽丰原集团的生物基环氧乙垸加氢后制备得到生物基 乙二醇，再经过精馏提纯分离出催化剂、其他二醇和不稳定有机物和环状有机杂质、和水后浓縮得到生物基乙二醇的纯度达到99-100%。自制 后的生物基乙二醇与对苯二甲酸或者对苯二甲酸二甲酯聚合后得到聚 酯切片的末端羧基含量为8--30eq/ton， DEG的含量为0.3—1.5wt%，性 能与常规石油原料合成得到聚酯切片的性能没有差别。本专利技术涉及通过酯化阶段由对苯二甲酸和生物乙二醇，或者通过酯 交换阶段由DMT和生物乙二醇反应，然后进行縮聚和聚合物完成阶段， 成功地使由生物基PET的性能和常规石油来源原料制备得到的PET的 性能比没有区别。采用现有制备聚酯的常规方法连续法、半连续或者 间歇法生产，制备得到的聚对苯二甲酸乙二醇酯粘度为0.55~0.75dl/g。本专利技术得到的聚酯，可以通过各种常规方法进行使用，可以与无机 材料的复合使用进行改性，如与各种无机材料纳米粒子进行改性，然后 纺丝得到各种功能性纤维；本专利技术可以在制备PET的过程中加入其它聚 合物制备嵌段聚合物， 本专利技术中的生物基乙二醇可以与其他石油基二醇 或者生物基二醇混合与二酸反应制备PBT、 PPT、 PTT或者共聚酯；本专利技术中的聚酯还可以使用各种常规的聚酯加工设备对其进行加工，应用在 塑料、薄膜等各种领域。本专利技术符合环保需要。下面结合实施例对本专利技术作进一步说明。具体实施例方式原料来源生物基乙二醇99.3%自制。用安徽丰原集团的生物基环氧乙垸来 自制乙二醇，将安徽丰原集团的生物基环氧乙垸加氢后制备得到生物基 乙二醇，再经过精馏提纯分离出催化剂、其他二醇和不稳定有机物和环状有机杂质、和水后浓縮得到生物基乙二醇的纯度达到99.3%。 石油基乙二醇99.5%扬子石化 对苯二甲酸99.8%扬子石化对苯二甲酸二甲酯99. 8%伊朗Fiber Intermediate Products Co.生产，聚合级三氧化二锑分析纯杜邦集团对比例聚合在15Kg级PET聚合生产线上完成。将12.97kg对苯二甲酸和 5.57kg石油基乙二醇在打浆釜中打浆后，供入酯化釜进行酯化，再移入 縮聚釜进行縮聚。主要聚合工艺为1)主要添加剂催化剂三氧化锑， 300ppm;半消光剂二氧化钛，0.3% (按产物质量百分比)；抗氧化剂亚 磷酸三苯酯，20ppm; 2)酯化温度250°C，酯化时间3小时30分； 3)縮聚温度280°C，縮聚时间3小时10分。实施例1聚合在15Kg级PET聚合生产线上完成。将12.97kg对苯二甲酸和 5.57kg生物基乙二醇在打浆釜中打浆后，供入酯化釜进行酯化，再移入縮聚釜进本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种生物基聚对苯二甲酸乙二醇酯，其特征是：①生物基聚对苯二甲酸乙二醇酯的熔点为２５５－２７０℃；②其原料乙二醇为生物基乙二醇，即原料乙二醇成分中的碳元素是来源于生物材料。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：吴兴立，李旭，本田圭介，
申请(专利权)人：东丽纤维研究所中国有限公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]
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