在制備淺色的PEF時(shí)，應(yīng)考慮到原料呋喃二甲酸或酯的提純、脫羧反應(yīng)、催化劑、反應(yīng)溫度等因素，選用高純度單體、高選擇性催化劑和適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)反應(yīng)環(huán)境和穩(wěn)定劑以確保最終產(chǎn)品的色澤和穩(wěn)定性。
生物基聚酯PEF（聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯）在多個(gè)方面表現(xiàn)出優(yōu)越的性能，如出色的力學(xué)性能、耐高溫性以及良好的阻氣性。這使得PEF在多個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，如飲料瓶的包裝材料、薄膜材料以及紡織品等。生物降解料玖潤(rùn)主營(yíng)：廣東全生物降解顆粒、廣東全生物降解改性料、廣東全生物降解吹膜料、廣東全生物降解淋膜料、廣東全生物降解注塑料、全生物降解氣泡膜專(zhuān)用料、廣東降解料、廣東降解顆粒廠家、降解廠家、生物基PE+淀粉吹膜料 PLA+PBAT 改性顆粒優(yōu)越的阻隔性能：
PEF的氧氣阻隔性是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
更有吸引力的熱性能：
PEF的Tg（玻璃化轉(zhuǎn)變溫度）為86°C，而PET的Tg（玻璃化轉(zhuǎn)變溫度）為74°C
PEF的Tm（熔點(diǎn)）為235°C，PET的Tm（熔點(diǎn)）為265°C
可再生：PEF以植物為基礎(chǔ)，而不是化石為基礎(chǔ)，并且碳足跡降低了50-70％（來(lái)源：烏得勒支大學(xué)哥白尼研究所（Eerhart等，2012）
盡管PEF作為包裝材料與石油基聚酯PET相比具有許多優(yōu)勢(shì)，但目前大規(guī)模應(yīng)用仍存在一些瓶頸。其中最主要的問(wèn)題是PEF的色澤較深，通常為黑白、褐色、金黃等較深的色彩，這使得其清澈度和純凈度不及PET。那么為什么PEF多數(shù)產(chǎn)品是黃色的呢？這要從它的合成說(shuō)起。PEF的合成方法包括：熔融縮聚法、熔融-固相縮聚法、溶液縮聚法、開(kāi)環(huán)縮聚法、酶催化聚合法。熔融縮聚法又分為直接酯化-熔融縮聚法和酯交換-熔融縮聚法。生料降解料廠家熔融縮聚法——PEF分子質(zhì)量高、顏色較深，是主流工藝直接酯化-熔融縮聚法已成為PEF工業(yè)化生產(chǎn)的主要工藝路線(xiàn)，通過(guò)將FDCA和EG直接反應(yīng)形成酯，再通過(guò)縮聚合成PEF。生料降解料批發(fā)該方法具有原材料消耗低、反應(yīng)時(shí)間短、反應(yīng)速度平緩、產(chǎn)物相對(duì)分子質(zhì)量高、無(wú)有害副反應(yīng)產(chǎn)物等優(yōu)點(diǎn)。然而，PEF的熔融縮聚更易發(fā)生變色、醚化和熱分解副反應(yīng)，導(dǎo)致產(chǎn)物色澤深、呋喃二甲酸二甘醇酯鏈節(jié)(簡(jiǎn)稱(chēng)DEGF鏈節(jié))含量高。因此，選擇合適的聚合工藝和催化劑在合適的工藝條件下制備高分子量PEF的同時(shí)抑制上述副反應(yīng)，是熔融縮聚法合成PEF需要研究解決的關(guān)鍵問(wèn)題。玖潤(rùn)主營(yíng)：廣東全生物降解顆粒、廣東全生物降解改性料、廣東全生物降解吹膜料、廣東全生物降解淋膜料、廣東全生物降解注塑料、全生物降解氣泡膜專(zhuān)用料、廣東降解料、廣東降解顆粒廠家、降解廠家、生物基PE+淀粉吹膜料 PLA+PBAT 改性顆粒目前大多數(shù)PEF合成研究選用酯交換路線(xiàn)，其原因有二：一是目前FDCA精制技術(shù)尚不成熟；二是酯交換路線(xiàn)有利于抑制變色和醚化副反應(yīng)。在酯化/酯交換和熔融縮聚階段(尤其是縮聚階段)，PEF均會(huì)發(fā)生變色，生成從琥珀色、棕色甚至黑色的PEF產(chǎn)品。PEF變色首先與單體中的雜質(zhì)有關(guān)，尤其是醛類(lèi)雜質(zhì)的存在會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的變色。當(dāng)雜質(zhì)完全去除后，可制得色澤較淺如琥珀色的PEF。變色的第二個(gè)原因是FDCA的脫羧反應(yīng)和脫羧產(chǎn)物進(jìn)一步的副反應(yīng)。De Jong等采用酯化-熔融縮聚和酯交換-熔融縮聚兩種不同的技術(shù)路線(xiàn)，在相同的條件下合成PEF，發(fā)現(xiàn)前者比后者變色嚴(yán)重得多，認(rèn)為是FDCA脫羧所致。由于FDCA在高溫下易發(fā)生脫羧反應(yīng)，因此用呋喃二甲酸二甲酯(DMFD)代替FDCA，即采用酯交換-熔融縮聚路線(xiàn)，更有利于避免PEF變色。催化劑也是PEF變色的重要影響因素。Gruter等發(fā)現(xiàn)錳系和鈷系催化劑均會(huì)導(dǎo)致PEF色澤異常；van Berkel等針對(duì)酯交換-熔融縮聚，考察了催化劑對(duì)PEF色澤的影響，發(fā)現(xiàn)采用醋酸鈣-三氧化二銻復(fù)合催化劑利于改善PEF色澤，PEF溶液吸光度(400 nm處)僅為0.002。Gruter等認(rèn)為PEF色澤隨著縮聚溫度的升高而加深。Gubbels等則認(rèn)為相對(duì)于FDCA純度，縮聚階段的高溫更容易導(dǎo)致FDCA基聚酯的變色。綜上所述，PEF的變色與呋喃二甲酸或酯的純度、脫羧反應(yīng)、催化劑、反應(yīng)溫度/時(shí)間等因素有關(guān)。選用合適的技術(shù)路線(xiàn)，采用高純度單體、高選擇性催化劑和合適的反應(yīng)條件和穩(wěn)定劑，方可制得淺色澤的PEF。催化劑是影響PEF分子量增長(zhǎng)和副反應(yīng)的關(guān)鍵因素。用于PET縮聚的銻系、鈦系和錫系催化劑均可用于PEF的合成，但往往表現(xiàn)出不同的催化活性和選擇性。三氧化二銻是合成PET的經(jīng)典催化劑，直接用于PEF合成時(shí)特性黏度往往偏低。Wang等將其與醋酸鋅復(fù)配使用，可合成出特性黏度達(dá)0.80 dL/g以上的PEF。鈦系和錫系也表現(xiàn)出高催化活性，所得PEF特性黏度達(dá)到甚至高于0.8 dL/g，但可能由于單體純度較低和反應(yīng)條件不合適的原因，也有分子量較低的報(bào)道。吳佳萍詳細(xì)研究了催化劑體系和反應(yīng)條件對(duì)PEF分子量的影響，發(fā)現(xiàn)錫-銻復(fù)配催化劑和改性鈦系催化劑對(duì)PEF縮聚具有較高的反應(yīng)活性，PEF特性黏度可達(dá)0.8 dL/g以上，在穩(wěn)定劑協(xié)同下可制得淺色PEF。除了催化劑之外，PEF分子量的增長(zhǎng)還受到酯化率/酯交換率、縮聚條件和副產(chǎn)物脫揮等因素的影響。與直接酯化-熔融縮聚法相比，酯交換-熔融縮聚法反應(yīng)時(shí)間更長(zhǎng)，物耗、能耗也更高，但采用直接酯化-熔融縮聚法合成的PEF變色嚴(yán)重。在制備淺色的PEF時(shí)，應(yīng)考慮到原料呋喃二甲酸或酯的提純、脫羧反應(yīng)、催化劑、反應(yīng)溫度等因素，選用高純度單體、高選擇性催化劑和適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)反應(yīng)環(huán)境和穩(wěn)定劑以確保最終產(chǎn)品的色澤和穩(wěn)定性。催化劑體系是影響PEF熔融縮聚反應(yīng)時(shí)相對(duì)分子質(zhì)量高低的重要因素。熔融-固相縮聚法——反應(yīng)較慢，成本較高，難成主流工藝熔融-固相縮聚是一種提高聚酯相對(duì)分子質(zhì)量的技術(shù)，將固相的預(yù)聚合物加熱至玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以上、熔點(diǎn)以下，在固態(tài)條件下進(jìn)行結(jié)晶、固相縮聚反應(yīng)，以提高聚酯產(chǎn)品的特性黏數(shù)。由于反應(yīng)溫度較低，固相縮聚有助于抑制變色等副反應(yīng)的發(fā)生。2013年，R. J. I. KNOOP等人首次報(bào)道了一種新型的固相縮聚合成PEF的化學(xué)反應(yīng)，采用鈦酸異丙酯作為催化劑，經(jīng)過(guò)酯交換-熔融縮聚制備了相對(duì)分子質(zhì)量為8000的PEF預(yù)聚體，隨后在180℃、高真空的條件下，經(jīng)過(guò)72h的固相縮聚反應(yīng)，最終將PEF相對(duì)分子質(zhì)量提高至83000g/mol。盡管固相縮聚能夠顯著提高PEF的相對(duì)分子質(zhì)量，且能有效抑制副反應(yīng)，但由于反應(yīng)速率較慢，反應(yīng)持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)（通常需要數(shù)十小時(shí)），反應(yīng)器體積過(guò)于龐大，投資和生產(chǎn)成本較高，因此難以成為PEF工業(yè)化生產(chǎn)的主流工藝。溶液縮聚法——能耗較高、污染環(huán)境，不適合工業(yè)化生產(chǎn)溶液縮聚法合成，是在惰性溶劑中進(jìn)行縮聚的方法，這種方法的優(yōu)點(diǎn)是使不熔或易分解的單體在溶劑中進(jìn)行縮聚反應(yīng)，從而得到耐熱的高分子聚合物。然而，這種方法能耗較高，使用有機(jī)溶劑導(dǎo)致合成效率較低，并對(duì)環(huán)境造成一定污染。因此，溶液縮聚法在PEF工業(yè)化生產(chǎn)中的應(yīng)用相對(duì)較少。早期的PEF大多數(shù)是通過(guò)這種方法合成的。2009年，A. GANDINI等以1,1,2,2-四氯乙烷（TCE）為溶劑，以呋喃二甲酰氯和EG作為單體，以吡啶作為催化劑，在室溫下進(jìn)行反應(yīng)合成PEF。所得PEF具有較高的熱穩(wěn)定性，但其相對(duì)分子質(zhì)量還是偏低，聚合度僅為70，且有機(jī)溶劑的回收給環(huán)保帶來(lái)較大壓力。開(kāi)環(huán)聚合法——工藝繁雜，成本昂貴，不適合工業(yè)化生產(chǎn)開(kāi)環(huán)聚合法是一種特殊的合成方法，通過(guò)斷開(kāi)環(huán)狀單體的σ鍵進(jìn)行開(kāi)環(huán)聚合生成線(xiàn)型聚合物。與直接酯化和酯交換熔融縮聚法相比，開(kāi)環(huán)聚合法的化學(xué)反應(yīng)要求更為緩和，副反應(yīng)更少，能夠獲得更高相對(duì)分子質(zhì)量的PEF。采用開(kāi)環(huán)聚合法可以有效控制PEF的相對(duì)分子質(zhì)量，并有效抑制變色，但反應(yīng)條件較為嚴(yán)格，單體制備工藝繁雜，成本昂貴，因此不適用于PEF的工業(yè)化生產(chǎn)。J. G. ROSENBOOM等人采用呋喃二甲酸二甲酯（DMFD）與EG在二丁基氧化物錫的催化作用下制備了無(wú)色PEF。首先將單體DMFD和EG預(yù)聚成線(xiàn)型PEF低聚物（linOEF），然后在高沸點(diǎn)溶劑中將linOEF解聚為環(huán)狀低聚物（ cyOEF），再通過(guò)催化開(kāi)環(huán)聚合，并通過(guò)添加適當(dāng)?shù)脑鏊軇┖鸵l(fā)劑，得到了高相對(duì)分子質(zhì)量的瓶級(jí)白色PEF。酶催化聚合法——替代毒性較大的金屬催化劑，聚合時(shí)間較長(zhǎng)，實(shí)驗(yàn)室階段除了傳統(tǒng)的化學(xué)方法，Maniar 等使用酶催化的策略通過(guò)一種固定在丙烯酸樹(shù)脂上的酵母脂肪酶 B（N435）進(jìn)行兩步酶促聚合反應(yīng)合成了高相對(duì)分子 質(zhì)量顏色較淺的PEF聚酯。在該反應(yīng)中聚合溫度大約維持在100 ℃左右，遠(yuǎn)低于通常熔融聚合時(shí)的溫度（250 ℃），但聚合時(shí)間較長(zhǎng)，往往需要超過(guò)24h。生物酶催化劑代替?zhèn)鹘y(tǒng)的毒性較大的金屬催化劑，具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，但目前仍停留在實(shí)驗(yàn)室階段。玖潤(rùn)主營(yíng)：廣東全生物降解顆粒、廣東全生物降解改性料、廣東全生物降解吹膜料、廣東全生物降解淋膜料、廣東全生物降解注塑料、全生物降解氣泡膜專(zhuān)用料、廣東降解料、廣東降解顆粒廠家、降解廠家、生物基PE+淀粉吹膜料 PLA+PBAT 改性顆粒
