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北化院:实现异山梨醇绿色化和规模化制备

2024年01月10日 来源: 中国石化报  作者: 潘亚男 杜 超 贺黎明
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    □潘亚男 杜 超 贺黎明

    异山梨醇是一种新型、绿色、无毒、具有手性等优良性质的生物基化工原料。近年来,在生物基发展潮流下,将异山梨醇作为共聚单体来改善聚酯、聚氨酯、聚醚、聚碳酸酯等聚合物性能成为市场研究热点。

    异山梨醇是双酚A理想的替代品,由其聚合而成的异山梨醇基聚碳酸酯材料的透明性、耐磨性、抗冲击性及生物安全性均优于传统双酚A型聚碳酸酯,在汽车、装修材料及光学仪器等应用领域具有广阔市场前景。同时,它的生物可降解性也让其在环保领域颇具潜力,通过异山梨醇改性PBAT(聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯)树脂,使改性产品具有更好的拉伸强度和环保可降解性能,可应用于农膜、一次性吸管和包装袋的生产。此外,异山梨醇基增塑剂可替代传统邻苯二甲酸酯类增塑剂,在儿童用品、食品和医疗器械等应用领域具有良好的市场前景。可以预见,随着异山梨醇生产技术日趋成熟及生产成本进一步降低,其应用领域将会进一步拓展。

    当前,聚酯级异山梨醇的产业化在国内尚属空白。与传统聚合物原料来自化石能源不同,异山梨醇合成原料来自纤维素、淀粉等来源丰富的可再生生物质,其工业传统合成方法以液体浓硫酸为催化剂,存在设备要求高、选择性差、收率低等问题,造成其生产成本居高不下。

    北化院异山梨醇科研团队研发新型固体酸催化剂,以“一步法”无溶剂工艺解决了异山梨醇制备过程中目标产物选择性低的难题,并完成了全流程放大中试,实现了异山梨醇绿色化和规模化制备,产品质量达到聚酯级规格。科研团队围绕催化剂设计、反应工艺创新、分离提纯方法和产品应用等方面积极布局,目前已申请中国发明专利13件,其中授权4件;申请涉外专利1件,技术具有完全自主知识产权。

    下一步,北化院科研团队将持续创新,为早日实现我国聚酯级异山梨醇产业化、推动绿色发展和“双碳”目标实现,作出积极贡献。

 

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