[发明专利]生物基聚对苯二甲酸乙二醇酯

说明书

技术领域：

本发明是一种聚对苯二甲酸乙二醇酯。

背景技术：

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CO₂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CO₂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1，3-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。

发明内容：

本发明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。

本发明的技术解决方案是：

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℃；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。本发明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CO2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CO2，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CO2气体，具有很好的环保作用。本发明利用玉米、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。

本发明使用安徽丰原集团生物基环氧乙烷产品来制备乙二醇。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、和水后浓缩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。