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生物基塑料PEF和PECF最新進展

目前廣泛使用的生物基高分子材料主要有聚乳酸(PLA)、聚羥基脂肪酸(PHA)、聚羥基乙酸(PGA)、聚丁二醇丁二酸酯(PBS)等,此類高分子材料以可再生資源為主要原料,在減少塑料行業對石油化工產品消耗的同時,也減少了石油基原料生產過程中對環境的污染,具有節約石油資源和保護環境的雙重功效,是當前高分子材料的一個重要發展方向,也是實現“節能減排”、發展“綠色經濟”和“低碳經濟”的重要手段之一。然而,在實際應用中這些生物基高分子材料的力學性能(如強度、模量、抗蠕變等)與耐熱性能(如熱機械性能、熱變形溫度等)均明顯低于聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、芳香尼龍(PA)、雙酚A型環氧樹脂(Epoxy)等石油基工程塑料,從而無法滿足生物基高分子材料在工程塑料領域的巨大需求。其根本原因是生物基高分子材料的分子骨架中缺乏剛性的芳香環結構,導致性能偏低。因此,生物基高分子要想部分取代和補充石油基高分子,迫切需要通過合成技術,在其分子結構中引入剛性環結構,用以賦予生物基高分子材料較高的耐熱性和力學性能,從而實現生物基高分子材料在工程塑料領域的應用和對石油基高分子材料的有效替代。

 
由于生物基芳香聚酯PEF具有好的耐熱性、強度、模量和阻隔性,特性黏度0.65-0.95dL/g之間,可以應用在纖維、薄膜、工程塑料等領域。
為了拓展PEF的應用領域,開發出了高韌性呋喃共聚酯PECF,其具備了優良的綜合性能,PECF的Tg比PET提高11°C,熔融溫度降低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,而斷裂伸長率達到154%,完全滿足塑料啤酒瓶的制造需求。開發的耐高溫呋喃共聚酯PETF系列聚酯,其玻璃化轉變溫度最高達到122°C,且具有很好的沖擊性能,與聚碳酸酯(PC)相比,克服了PC耐溶劑性差的缺點。
PETF系列生物基芳香聚酯同時具備了耐高溫、耐溶劑、良好的抗沖性和人體接觸安全性,非常適合用于嬰兒奶瓶、玩具等制造,也可替代和補充PC用于航空、汽車制造等眾多領域。
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