[发明专利]一种生物质乙二醇合成聚对苯二甲酸乙二醇酯的方法

说明书

技术领域

本发明属于聚酯合成技术领域，涉及一种生物质乙二醇合成聚酯的方法。

背景技术

20世纪以来，石化产业迅速发展，石油基产品覆盖了我们生活的方方面面，据统计，世界上95%的能料和化学品都是以石化资源为原料的。当前，几乎所有的被广泛使用在各个行业中的塑料制品都来源于石化产品。塑料行业一直是高利润行业，塑料产品的需求在持续增加。尽管不论从塑料较低的生产成本还是其广泛的性能来看，可以肯定的是塑料是一种十分优异的材料，但是如何让这些材料原料摆脱对化石能源的依赖，寻求可再生绿色环保的原料进行替代无疑是一个亟待解决的问题。生物质资源来源广泛且属于可再生资源，若能加以利用，能在很大程度上缓解能源危机，所以生物质作为一种可再生的能源引起了人们的广泛关注。

聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）是一类性能优异、用途广泛的工程塑料。PET按用途可分为纤维和非纤维两大类，后者包括薄膜、容器和工程塑料。PET在开发初期主要用于制造合成纤维（占PET消耗量的70%左右）。PET还用来制造绝缘材料、磁带带基、电影或照片胶片的片基和真空包装等。目前工业上石油基PET以乙二醇和对苯二甲酸为原料，采用直接酯化法，连续工艺。

专利CN1868990A“一种玉米基乙二醇及用其制备PDT共聚酷纤维的方法”里采用的玉米基乙二醇，其中乙二醇的含量范围为88%～98%，乙二醇中含有杂醇分别为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，这四种二元醇之和的含量范围为0.1%-4%。该玉米基乙二醇是通过将玉米粗分馏产物经过紫外光、高频电场、强磁场，纳米二氧化钛等有机物降解处理，去除不稳定有机物和环状有机物，得到仅含少量其他二醇的乙二醇。该专利是一种共聚酯纤维的制备方法，存在聚酯大分子链段柔顺性差，熔点高，亲水性弱的缺点。

专利CN101525424A“聚对苯二甲酸乙二醇酯的制备方法”中，用玉米、甘蔗、小麦或其他农作物的秸秆作生物原料，乙二醇是这些生物材料经过生物发酵或化工加工制得。该专利中生物乙二醇在190～350nm的波长范围内透过率为50%以上，250nm波长的透过率是65%，300nm波长的透过率是90%，按照聚酯级乙二醇标准，其紫外投光率未达标。该专利原料乙二醇中乙二醇的含量为95%-99.9%，二元酸和二元醇的比例为1:1.05～1:1.20，采用常压酯化，酯化反应的温度较高，聚合采用的催化剂为一般通用的催化剂，并没有针对自己的反应体系研究专有的催化体系。

专利CN102250330A“利用源于生物质资源单体合成的高透明共聚酯及制备方法”发明的目的在于用来源于生物质甘油的2-甲氧基-1,3-丙二醇和来源于生物质葡萄糖的异山梨醇作为多元醇，与对苯二甲酸、乙二醇共聚，对苯二甲酸、乙二醇、2-甲氧基-1,3-丙二醇及异山梨醇的投料摩尔比为1:2～:0.2～1.0:0.2～0.6，得到高透明的聚酯材料。该专利中存在的问题是多元醇还是以石油基的乙二醇为主，只添加少量的生物质二醇，是对PET的改性，并未实现聚酯所用二醇的全生物质化。

综上所述，目前生物质乙二醇存在一些问题，所以未替代石油基乙二醇合成PET实现工业化。针对这些问题，本发明提供一种生物质乙二醇合成聚酯的方法，该方法消除杂醇对PET合成影响，使含有杂醇的生物质乙二醇合成出符合质量标准的PET聚酯。

发明内容

本发明目的在于提供一种化学转化法制备的乙二醇合成聚酯的方法。生物质化学转化法制备出含有其它杂醇的乙二醇时，这些杂醇的存在对PET的合成及性能产生影响。本发明在于解决用生物质乙二醇合成PET并消除生物质乙二醇中杂醇的影响达到石油基聚酯的性能指标。

为了实现上述目的，本发明使用的技术方案是：

本发明中生物质乙二醇是通过自然界的碳水化合物、多羟基化合物化学催化转化得到，包括纤维素、半纤维素、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。含有微量杂醇的生物质乙二醇其纯度为95%～99.9%，微量杂醇为乙醇、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，该生物质乙二醇的紫外透光率分别为220nm≥75%,275nm≥92%,350nm≥99%。