工业上生产高相对分子质量的聚酯主要有两种方法:一是延长熔融缩聚反应时间以提高相对分子质量;二是由缩聚物进行固相缩聚,以达到所要求的相对分子质量。这两种方法都有其缺陷,前者在反应后期物料黏度大,搅拌及副产物扩散困难,反应慢,导致降解等副反应加剧,产品品质下降;后者反应时间长,耗能大。
为了在较缓和的条件下得到高相对分子质量产物,可以采用扩链反应。化学扩链反应法是一种重要的合成高相对分子质量聚酯的方法,该方法在聚酯中加入能与其端基反应、具有较高活性的双官能团物质,即扩链剂,使其相对分子质量在短时间内迅速增大。
缩聚—扩链法是一种重要的合成高相对分子质量聚酯的方法,是在缩聚法获得聚酯的基础上利用扩链剂进一步提高其相对分子质量的方法。该法可以在短时间内大幅度提高其相对分子质量,替代传统的固相缩聚法,具有便捷、高效、设备投资少等优点,因此近十多年来在国内外很受重视。
扩链反应中所用的扩链剂可根据聚酯端基的不同来选择。目前常用的扩链剂如二异氰酸酯类、二酸酐、二酰氯等适用于端羟基聚酯的扩链;而唑啉、双环氧化合物等则适用于端羧基预聚体。(www.xing528.com)
目前全球丁二酸的产量还不能完全满足PBS产业化的需求,如果PBS实现大规模生产和应用,对丁二酸的原料来源将是很大挑战,尤其是现在的丁二酸主要是通过石油工艺路线生产,不但消耗日益枯竭的石油资源,而且其价格随着油价上涨而不断上涨,因此原料来自于石油基的PBS并不符合绿色环保塑料的要求。而通过生物质发酵生产丁二酸,丁二酸进一步转化为丁二醇,再合成PBS,可得到真正环保、价廉的生物质基PBS,是未来PBS发展的方向。图4-3为生物质基PBS生产工艺流程。
图4-3 生物质基PBS生产工艺流程
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