HMF路线合成生物基单体2,5-呋喃二甲酸的研究进展

2,5-呋喃二甲酸（FDCA）是合成聚（呋喃二甲酸乙二醇酯）（PEF）等生物基聚酯的重要单体,具有广阔的应用前景。FDCA能否实现低廉、高效的大规模生产,是生物基聚酯开发的关键。目前,FDCA合成的研究广受关注,工业化开发也正在进行中。本文对合成生物基单体FDCA的5-羟甲基糠醛（HMF）路线进行综述,重点介绍了水、高沸点有机溶剂、低沸点有机溶剂、双相体系和离子液体中的糖类脱水合成HMF,无碱水溶液、碱性水溶液和有机溶剂中的HMF氧化合成FDCA以及糖类一锅法合成FDCA的研究进展。在比较各种合成方法的基础上,认为当前应着重研究开发低沸点溶剂中糖类脱水合成HMF以及无碱水溶液或有机溶剂中低廉高效的HMF氧化新方法,并向着糖类一锅法合成FDCA的方向发展。     

生物基2,5-呋喃二甲酸(FDCA)及聚酯(PEF)的性能与应用

2,5-呋喃二甲酸(FDCA)是一种具有重要价值的生物基平台化合物,由FDCA制备的聚酯PEF具有与PET相比具有更为出众的力学和热性质,且阻气性能更好,被称为新一代的聚酯,生物基FDCA及其下游产品均显示出重要的应用价值,PEF被公认为生物塑料市场前途光明的一个新材料。综述了生物基2,5-呋喃二甲酸(FDCA)及聚酯(PEF)的性能特点与一些重要的用途,并对其开发前景做了展望。     

2,5-呋喃二甲酸合成技术路线及应用前景

2,5-呋喃二甲酸(FDCA)是合成新型可降解高分子聚酯(PEF)的主要单体.介绍了FDCA的主要性能及用途,重点介绍了FDCA的合成技术路线,根据合成原料及路线的不同,可以分为5-羟甲基糠醛(HMF)为原料(化学法)、糠酸糠醛为原料、己糖二酸为原料、二甘醇酸为原料、HMF为原料(生物法)共5种技术路线.分析结果表明:以糖为原料,HMF路线是2,5-FDCA工业化量产最有前景的路线,2,5-呋喃二甲酸合成的主要技术难点在于糖的高效选择性脱水反应与脱水过程中有效并有经济价值的氧化技术,选择高性能的催化剂及相对应的溶剂体系显得尤为重要.最后,对FDCA产品的国内外应用现状进行了简要分析,并对FDCA产品的发展前景做进一步展望.     

非贵金属催化剂催化氧化5-羟甲基糠醛合成2,5-呋喃二甲酸的研究进展

由生物质平台化合物5-羟甲基糠醛(5-HMF)氧化获得的2,5-呋喃二甲酸(FDCA)是一类具有广阔应用前景的新型生物基单体,能代替对苯二甲酸生产可降解且性能优良的生物基聚酯。非贵金属催化剂由于价格相对低廉、资源丰富,被广泛用于5-HMF合成FDCA。本文对近年来应用于该反应的非贵金属单一氧化物和非贵金属复合氧化物进行综述。     

Avantium获准建造呋喃二羧酸旗舰工厂

可再生化学公司Avantium已获准在荷兰代尔夫齐吉(Delfzijl)建立其新的FDCA旗舰工厂。呋喃二羧酸(FDCA)是100%植物基可回收塑料PEF(聚乙烯呋喃酸酯)的主要组成部分,PEF是一种类似于聚酯的聚酯,但在功能上优于PET。作为9000万欧元债务融资计划的一部分,管理委员会还获准向一个银行财团发行284万份认股权证,以及发行4500万欧元普通股。     

HMF制备FDCA的新型催化工艺研究进展

生物质转化为高附加值化学品是解决目前化石能源枯竭和全球变暖问题的有效途经，5-羟甲基糠醛（HMF）被认为是最重要的平台化合物之一，可通过氧化、加氢和开环等反应制备出许多高附加值有机化合物，其中2，5-呋喃二甲酸（FDCA）被认为是最有前景的化学品，能够代替目前广泛使用的石油基聚酯单体对苯二甲酸（PTA），用于合成生物可降解聚酯聚呋喃二甲酸乙二醇酯（PEF）。本文系统地综述了通过电化学催化氧化、光催化氧化和生物催化法将HMF制备成FDCA的新型工艺。这些催化工艺不同于传统的热解催化，其不需要高温高压，没有有害溶剂和昂贵的催化剂等，具有高效、绿色和可持续的优点。但还存在一些问题，如电化学催化法需要特殊且稳定的电解质以及对仪器设备有较高的要求；光催化法存在成本较高和能量转化率较低的问题；生物催化法有着制备周期长和反应中间体受抑制的问题。通过分析这些方法取得的成果及目前存在的问题，为未来FDCA的高效催化转化提供可行的思路。     

聚酯水性化技术及水性聚酯稳定性研究进展

综述了4种含有不同亲水单体的聚酯水性化技术,包括传统型的以偏苯三酸酐为亲水性单体的水性聚酯、二羟甲基丙酸为亲水性单体的水性聚酯、紫外固化超支化水性聚酯以及磺酸盐型单体的水性聚酯。在此基础上,叙述了提高水性聚酯耐水解稳定性的方法及原理,并指出了水性聚酯的发展趋势。     

呋喃二甲酸改性PET的合成及性能研究

选用高纯度FDCA为改性单体，利用FDCA刚性、极性等对PET性能进行改善，研究FDCA对PET力学性能、阻隔性能等的影响。另外，采用稳定剂对FDCA改性PET外观进行调整，降低其黄度指标。力学性能测试表明：添加FDCA后，使得PET冲击性能下降，随着FDCA含量的增加，冲击强度急剧降低，但拉伸强度和弯曲强度、弯曲模量随着FDCA的加入而提高，FDCA含量进一步提高后，其值趋于稳定。FDCA改性PET的水蒸汽透过率和氧气透过量均较PET有较大提升，改性后能够适用于有高阻隔要求的食品包装领域。热变形温度测试可以看出，FDCA的加入能够在一定程度上提高PET耐温性能。此外，通过调色剂和稳定剂的加入，能够明显改善切片外观，对于FDCA改性PET市场化应用具有一定的现实意义。     

碳水化合物直接转化制备DFF和FDCA的研究进展

2,5-二甲酰基呋喃(DFF)和2,5-呋喃二甲酸(FDCA)是2种重要的生物基平台化合物,在许多领域具有广泛的应用,可替代某些石油基单体.其制备方法通常由5-羟甲基糠醛(HMF)选择性氧化,但HMF性质不稳定,价格昂贵.而碳水化合物价格远低于HMF,由碳水化合物直接制备DFF或FDCA,避免了中间产物HMF的分离和纯...     

呋喃二甲酸基聚酰胺分离膜的研究进展

聚酰胺反渗透膜具有盐截留率高、通量大和操作压力低等优点,能有效分离水中的盐及小分子有机物,是目前水深度处理的关键材料。然而,聚酰胺分离膜在化学稳定性、抗氧化性和抗菌性等方面仍然存在问题,需要通过改变共聚单体、制膜工艺、膜后处理方式等来满足不同分离要求。针对该问题,本文综述了国内外近呋喃二甲酸（FDCA）聚酰胺分离膜研究进展,调研了FDCA聚酰胺材料合成方法,综述了非溶剂致相分离法制备FDCA聚酰胺膜进展。阐释了FDCA聚酰胺分离膜脱盐和有机小分子截留途径,分析了膜结构与膜性能之间的关联。     

2,5-呋喃二甲酸的结晶和晶体结构解析

针对2,5-呋喃二甲酸(FDCA)缺乏单晶基础数据和纯化难的问题,用加合结晶法对粗FDCA进行分离,再用N,N-二甲基甲酰胺(DMF)结晶纯化,制备并解析不同溶剂中的FDCA单晶。发现水和DMF中的FDCA单晶结构相同,分子间有两种氢键,呋喃环间氢键使FDCA和加合结晶结构更稳定;与N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)加合结晶纯化后,FDCA脱色率高达94.94%,DMF中结晶后FDCA纯度最高达R=99.98%。     

用乙烯基单体改善聚酯染色性能的研究

本文探讨了一种在聚酯染浴中，加入一些乙烯基单体，同时加入作为引发剂的过氧化氢，通过将乙烯基单体与聚酯纤维接枝聚合，从而达到在常压下上染聚酯织物的目的。     

用乙烯基单体改善聚酯染色性能的研究

本文探讨了一种在聚酯染浴中，加入一些乙烯基单体，同时加入作为引发剂的过氧化氢，通过将乙烯基单体与聚酯纤维接枝聚合，从而达到在常压下上染聚酯织物的目的。     

低熔点共聚酯的流变性研究

由对苯二甲酸(PTA)、间苯二甲酸(IPA)、丁二醇(BDO)共缩聚制备了低熔点共聚酯。采用Rosand RH7型毛细管流变仪对不同摩尔百分比组成的共聚酯的流变性进行了研究。结果显示:低熔点共聚酯是典型的假塑性流体,随着温度升高,剪切黏度下降,非牛顿指数增大;随着剪切速率的增大,低熔点共聚酯黏流活化能降低。比较了两种组成的低熔点共聚酯的流变性,发现随着第三单体IPA的增加,低熔点共聚酯的剪切黏度降低,非牛顿指数减小。分析了第三单体对低熔点共聚酯流变行为的影响。     

紫外线固化型树脂及其应用

1.聚酯型紫外线固化性树脂以前的不饱和聚脂型树脂多半是以苯乙烯单体或甲基丙烯酸甲酯为溶剂。这些树脂在紫外线照射下进行固化。但单体有可能蒸发。因此,不饱和聚酯型树脂以不使用这些单体为好。下面介绍不含单体的紫外线固化用不饱和聚酯。     

一种可功能化的Boltorn型超支化聚酯的合成研究

采用一步法,以季戊四醇(B4单体)为核,2,2-二羟甲基丙酸(AB2单体)为单体,钛酸正丁酯为催化剂,合成了Boltorn型超支化(Hyp-DMPA)。采用FT-IR、NMR和化学滴定等方法对产物进行了表征和分析,并研究了超支化聚酯的缩聚反应动力学。以IR、1H-NMR证实了聚酯结构的存在,13C-NMR谱图上3种季碳的特征峰有力证实了超支化分子结构的存在,MALDI-TOF MS证明了超支化聚酯的成功合成,并计算超支化聚酯的支化度为0.408;探讨并建立了超支化聚酯的缩聚反应动力学方程-d[—COOH]/dt=K[—COOH][—OH],该缩聚反应属于二级反应,反应速率由羧基浓度和羟基浓度共同决定。     

含磷共聚酯的合成及性能研究

用添加含磷共聚单体法合成了三种新四的含磷共聚酯。对萃洗后的反应产物进行了红外测试，对合成的反应条件进行了初步研究，并对所得产物的性能进行了对比。结果表明，含磷共聚单体的引入使共聚酯的玻璃化转变温度和熔点较聚酯降低，而冷结晶温度和结晶速度的变化则随引入的改性组分的不同而异。共聚酯的阻燃性、抗静电性均得到改善，染色性能也有所改善，表明该类共聚酯有可能用于制备多功能涤纶。     

专利介绍

一种聚酯类弹性体及其制备方法专利 本发明以木糖醇为主单体,衣康酸、琥珀酸、十二碳二酸、十六碳二酸、十八碳二酸、十八碳烯二酸为共聚单体,采用熔融缩聚的方法得到木糖醇基聚酯弹性体。弹性体具有较好的生物相容性、生物降解性和低毒性;而且,木糖醇属于多羟基单体,与其它单体共聚时,可以通过改变共聚单体的种类和组成来调节聚合物的交联密度,     

二元醇为核单体的超支化聚酯的合成与性能

分别以乙基丁基丙二醇(BEPD)、1,4-丁二醇(BDO)和新戊二醇(NPG)为核单体,二羟甲基丙酸为AB2型单体,对甲苯磺酸为催化剂,采用准一步法合成了第三代超支化聚酯(HBP-1、HBP-2和HBP-3)。采用FT-IR、1H-NMR和GPC对其结构和分子量进行表征并测定了超支化聚酯的特性黏度。以甲苯二异氰酸酯加成物为固化剂,研究了超支化聚酯的固化涂膜性能,使用热重分析仪(TGA)考察了超支化聚酯涂膜的热稳定性能。结果表明,三种核单体成功合成了超支化聚酯,以BEPD为核单体的超支化聚酯HBP-1具有最高的支化度达到0.55。GPC测得的分子量与理论分子量接近,且以BEPD为核的HBP-1分子量分布最低为1.68。超支化聚酯在极性溶剂中有较好的溶解性能,在非极性溶剂中不溶,其中HBP-1具有更好的溶解性能和较低的特性黏度(4.24 mL g 1)。超支化聚酯的固化涂膜具有较好的热稳定性、优异的附着力、柔韧性和较高的硬度。     

具有优异耐水解性能的阻燃性聚酯及其制备方法

本发明公开了一种具有优异耐水解性能的阻燃聚酯,是含有萘单元的聚对苯二甲酸乙二酯与有机磷的共聚酯,由萘单体与对苯二甲酸或对苯二甲酸二甲酯、乙二醇、有机磷经聚合得到。本发明得到的聚酯具有优异的耐水解性能和阻燃性能,解决了含磷共聚阻燃聚酯不耐水解的问题。