可代替PET的PEF来了，可回收可降解，荷兰公司2023年将生产

小蜜生物降解材料研究院 2022-04-24

PBS降解塑料报道，今年的2月9日，荷兰一家可再生化学领域的领先技术公司Avantium的子公司与Eastman（伊士曼）签订专利许可协议，获得在Eastman的FDCA相关专利组合的运营权利。

Avantium公司认为，这项专利许可协议进一步为Avantium FDCA旗舰工厂的FDCA(呋喃二甲酸)和PEF(聚乙烯呋喃酸)商业化生产铺平了道路，该旗舰工厂计划于2023年启动。这个专利许可证还将适用于FDCA和PEF技术后期的工业设施建设。

关于PEF

PEF的主要组成部分是呋喃二甲酸（FDCA）。鉴于FDCA的巨大潜力，这种原料的工业生产已经进行了100多年的研究，但没有成功。而FDCA具有与石油基单体对苯二甲酸( TPA) 相近的结构和物性，可用于合成高性能聚酯、聚酰胺和环氧树脂，被美国能源部确定为12种最具潜力的生物基平台化合物之一，也被视为“沉睡中的巨人”。

PEF是一种100％植物型，可回收和降解的聚合物，具有广泛的应用，例如包装，纺织品，薄膜等。PEF将环境特征与卓越功能完美结合。它显示出改善的对CO₂和O₂的阻隔性能，从而延长了包装产品的货架寿命。它还具有更高的机械强度，这意味着可以生产出更薄的PEF包装，并且所需资源更少。这些额外的功能性与植物性原料相结合，赋予PEF成为下一代聚酯所需的所有属性。

与石油基聚酯——聚( 对苯二甲酸乙二醇酯) ( PET) 相比，生物基聚酯——聚( 2，5-呋喃二甲酸乙二醇酯)( PEF) 具有更优异的物理-力学性能，在高阻隔性包装材、高性能纤维和工程塑料等领域具有广阔的应用前景。然而，PEF 及其关键单体的合成技术仍存在很大的挑战，尚未实现工业化；同时，PEF 结构-性能的研究也表明其性能上存在一些缺陷，需要进行改性，以促进 PEF 的加工和应用。

PEF与PET对比：

优越的阻隔性能：

PEF的氧气阻隔性是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

更有吸引力的热性能：

PEF的Tg（玻璃化转变温度）为86°C，而PET的Tg（玻璃化转变温度）为74°C

PEF的Tm（熔点）为235°C，PET的Tm（熔点）为265°C

PEF可循环可再生

可再生：PEF以植物为基础，而不是化石为基础，并且碳足迹降低了50-70％（来源：乌得勒支大学哥白尼研究所（Eerhart等，2012）

可减少使用量：PEF优越，可轻量化20％以上

可重复使用：PEF与PET结合使用可使PET瓶重复使用多达5倍

可回收：PEF已证明与现有的分拣和回收设施相匹配，可以替代无法回收的小型和多层包装

可降解：当PEF意外地自然消失时，测试表明：

降解测试表明，在工业堆肥条件下（土壤中58°C的空气/氧气中250-400天时，PEF的降解速度要快得多）（资料来源：OWS，比利时根特的加速研究（2019年））

正在进行的为期10年的可降解性田间试验的初步结果表明，PEF在环境条件下会降解（Avantium和阿姆斯特丹大学进行试验）

PEF 的合成技术（酯交换合成法）

1、酯交换反应

将 DMFD 和 EG 按照一定的投料比加入至 250 mL 的四口烧瓶中，然后分别加入催化剂乙二醇锑（占 DMFD含量的 0.2mol%）、醋酸锌（占 DMFD 含量的 0.15mol%）、热稳定剂磷酸三甲酯（占 DMFD 含量的 0.1mol%）、抗氧剂 1010（占 DMFD 含量的 0.1mol%），进行酯交换反应，其反应方程式如图 2-3 所示，其中酯交换反应的温度为 190℃，搅拌速率为 480rpm/min，待反应进行 3-4h 时，甲醇馏出值可达到理论值的 93%左右，延长酯交换时间直至无小分子馏出视为酯交换反应结束。为探究投料比对酯化率、特性粘度等性能的影响，分别控制投料比为 1:1.6-1:2.0，并记录酯化过程中甲醇的馏出体积。

2、缩聚反应

待酯交换反应结束以后，使酯化物进行缩聚反应，其反应方程式如图 2-4 所示。在转速为 480rpm/min 的情况下，将反应温度缓慢升高至 235℃，并对体系进行缓慢抽真空，使体系压力降低至 80-100Pa，在高真空的条件下使 BHEF 之间脱除乙二醇形成具有一定分子量的 PEF 聚酯。当缩聚时间增加时，聚合物分子量逐渐增加，粘度增大，搅拌速率降低，当聚合时间为 4h 左右时，搅拌速率可降低至 380-400rpm/min 之间，体系出现爬杆现象，表明缩聚反应结束。

展望

作为新兴的生物基聚酯，PEF 具有比传统的石油基聚酯 PET 更优异的物理-力学性能和巨大的环境效益，在高阻隔性包装材料、高性能纤维和工程塑料方面具有光明的应用前景。PEF 的工业化开发和应用依赖于其合成技术、结构-性能和改性研究取得更大的进展和突破。

在合成技术上，应重视熔融缩聚催化剂、工艺、副反应、反应动力学和工程问题的研究，同时促进分子量增长和抑制副反应，制得高分子量、高品质的 PEF 产品。

随着FDCA 和 PEF 合成技术、PEF 结构-性能和改性技术的研究和开发的不断深入，有望在不久的将来实现高性能 PEF 材料的工业化生产和应用。

华南最大规模的降解材料论坛3月11日举办，最后几日报名，不容错过！目前参会嘉宾包括：

聚合：金发、屯河、金晖、聚友化工、金源北方、麦得发、丰原、金丹、瑞丰高材、玖源化工、中石化、宜化等。

教授：清华、中大、广工、中科大、重大、南京工大、哈工大、泉州师院等。

院所：中国石油规划总院、中科院新疆所、中纺院、佛山院、上海微略等。

改性：聚石化学、中广核、广东众塑、广东鲁华、海珥达、格霖威、森弘等。

制品：常州百利基、东莞骏邦包装、闽群集团、袋袋工贸、随身袋、航天磁电、巍跋然、斯莱达、特立龙、山东诚贸、安思尔、德丰新材料等。

设备：廊坊中凤机械、南京德腾机械、克劳斯玛菲、东莞恒钜机械、南京越升、阿卡德、中山彬智达等。

检测：安瑞检测、中科英海、微普、广州国标检、东莞现代产品整理等。

欢迎您扫码报名：

来源：PBS降解塑料

参考：Avantium官网
[1]《生物基聚 2,5- 呋喃二甲酸乙二醇酯及其共聚酯的合成及性能研究》张婉迎
[2]《生物基聚酯—聚( 2，5 - 呋喃二甲酸乙二醇酯) 合成与改性的研究进展》谢鸿洲等
[3]《生物基 PEF 的合成及其等温结晶动力学研究》张婉迎等

降解资料库

转发此文到朋友圈，截图给小编，可以加入降解材料群。小编微信号：zhaosuliao222

警察殴打打人学生，舆论撕裂的背后

骗P天花板？

大摩宏观策略谈：2025中美变局展望

沉浸式消耗补货！这15件妈见夸的平价宝贝，好用到我倒立爬行！

假设，你遇到麦琳怎么办？

可代替PET的PEF来了，可回收可降解，荷兰公司2023年将生产

您可能也对以下帖子感兴趣

警察殴打打人学生，舆论撕裂的背后

骗P天花板？

大摩宏观策略谈：2025中美变局展望

沉浸式消耗补货！这15件妈见夸的平价宝贝，好用到我倒立爬行！

假设，你遇到麦琳怎么办？

生成图片，分享到微信朋友圈

可代替PET的PEF来了，可回收可降解，荷兰公司2023年将生产

您可能也对以下帖子感兴趣