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寧波材料所生物基平臺(tái)化合物2,5-呋喃二甲酸（FDCA）中試成功試車
【塑料機(jī)械網(wǎng) 科技創(chuàng)新】2,5-呋喃二甲酸（FDCA）是近十年來國內(nèi)外重點(diǎn)研發(fā)的生物基芳環(huán)化合物，據(jù)已有文獻(xiàn)報(bào)道，石化基苯環(huán)二酸產(chǎn)品均可使用生物基呋喃類化合物FDCA替代合成，且其衍生物眾多(如圖1)，苯環(huán)產(chǎn)品作為億噸級產(chǎn)品，其市場價(jià)值巨大，因此，FDCA作為生物碳產(chǎn)品，具有碳減排屬性，受到了廣泛關(guān)注。
圖1 2.5-呋喃二甲酸及其衍生物
在眾多FDCA下游聚合物中，聚酯產(chǎn)品—聚呋喃二甲酸乙二醇酯（PEF）具有優(yōu)良的O2、CO2和H2O的阻隔性能，且熱學(xué)和力學(xué)性能優(yōu)于目前的石化基芳環(huán)聚酯—聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)，因此，通過均聚或與對苯二甲酸共聚獲得的產(chǎn)品，在瓶、膜的包裝材料、生物基纖維等方面的應(yīng)有潛力巨大。但受限于單體FDCA的產(chǎn)業(yè)化技術(shù)推進(jìn)，國內(nèi)外產(chǎn)業(yè)化研發(fā)進(jìn)度緩慢，單體FDCA工程化和產(chǎn)業(yè)化技術(shù)是目前國內(nèi)外生物基新材料領(lǐng)域研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化焦點(diǎn)之一。
中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所呋喃類生物基和應(yīng)用團(tuán)隊(duì)作為國內(nèi)外專注于呋喃類新材料工程化合產(chǎn)業(yè)化技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊(duì)之一，經(jīng)過十多年的積淀，開發(fā)出了一套無污染、安全系數(shù)高、能耗低、高產(chǎn)率和工程化可行的FDCA氧化制備工藝，于2022年初開始FDCA中試工程化放大。經(jīng)過20個(gè)月的探索實(shí)踐，自主設(shè)計(jì)和研發(fā)了全國首臺(tái)套呋喃二甲酸氧化制備系統(tǒng)，并完成安裝調(diào)試。
2023年6月至7月，全體項(xiàng)目組成員在40℃高溫艱苦條件下，經(jīng)過連續(xù)1個(gè)多月的調(diào)試，在中試規(guī)模，一次投料試車成功，且呋喃二甲酸產(chǎn)率接近工業(yè)化水平。本臺(tái)套中試氧化工藝環(huán)保無污染、安全系數(shù)高、氧化過程成本低。該中試試車的成功，標(biāo)志著我國在呋喃類新材料領(lǐng)域的工程化技術(shù)取得了實(shí)質(zhì)性的突破，為下一步呋喃二甲酸、下游PEF及相關(guān)衍生物實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
圖2團(tuán)隊(duì)人員在中試試車現(xiàn)場
呋喃類生物基材料團(tuán)隊(duì)成立于2010年，在團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人張亞杰研究員的帶領(lǐng)下，以呋喃類生物基新材料工程化技術(shù)研發(fā)為目標(biāo)，瞄準(zhǔn)我國在生物基新材料領(lǐng)域優(yōu)勢突破口，十年磨一劍，突破了FDCA中試工程化技術(shù)，對于我國后續(xù)先進(jìn)生物基新材料的開發(fā)和石化材料向生物基材料轉(zhuǎn)型具有重要的實(shí)際價(jià)值。
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