专家视角芦长椿生物基聚酯纤维材料的开发与

当前,全球科技创新呈现出一系列新的发展态势。一方面,科技创新更加活跃,信息、生物、新能源、智能制造领域不断突破和相互融合,成为产业变革重要的技术方向;另一方面,技术创新与商业模式、金融资本深度融合,持续催生新的经济增长点和就业创业空间。创新战略已成为世界主要国家的核心战略。

从本期开始,本刊将结合《纺织工业“十三五”科技进步纲要》,对行业重点领域的科技进展情况及发展趋势进行深入解读,以飨读者。

芦长椿

全国化纤新技术开发推广中心高级工程师

专家视角

生物基聚酯纤维材料的开发与应用

全球聚酯及其制品市场呈持续增长态势,年中国纤维材料的消费中,PET纤维占比高达79.9%。在全球PET瓶级切片的消费中,中国市场也占据着31%的份额。

近年来,生物基聚酯的研究与开发取得了重要的进展。含30%生物组分(即含20%可再生碳)的PET取得了市场的成功,%生物基PET率先进入食品如可口可乐饮料、亨氏食品以及清洁洗涤用品的包装领域,此外还有Nike(耐克)等运动品牌的纤维制品中。新一代聚酯技术开发的聚2,5-呋喃二甲酸乙二酯(PEF)的目标市场仍为传统的聚酯市场,其商业化产品已在包装材料、纤维和薄膜领域取得了认可,%生物基PET或生物基PEF的T恤产品已见诸市场。随着人们环境意识的不断增强,在与人类生活密切相关的医用、食品和卫生保健品领域,生物基聚合物制品具有先天优势。

目前生物基PET仅占生物基聚合物总产能的17%,据预测,到年将跃升至80%。新一代聚酯技术(YXY)商业化运行显示,2,5-呋喃二甲酸(FDCA)的产能达到35万t/a规模时,其成本可以接近TPA的水平。

生物基PET/PEF产业链的基本特征如下。

(1)生物基聚酯取材于可再生的非粮食生物质原料,可依据用户的要求,原料的产地、可利用性,产品价格以及污染物排放状况等择优使用,通常以满足地域农业发展、能源供给自主和经济运行安全为基本宗旨。

(2)可靠的环境特征。从能源效率、水资源利用和生命周期分析角度来看,生物PET技术的碳足迹指标比传统石油基化工制品低,成本亦具有竞争性。使用玉米、甜菜和甘蔗原料的生物基PX可降低30%~55%的碳排放量(GHG)。LCA数据还显示,与传统PET相比,生物基PEF的环境效益更具优势,碳足迹低50%~60%,非可再生能消耗(NREU)减少40%~50%。

(3)基础建设投资成本低。生物基PET/PEF生产线的建设可以改造或利用部分传统石油基聚酯设备,有效降低了生物基聚酯项目的基建投资成本。以荷兰催化剂技术公司Avantium开发的YXY技术的生产线为例,其涉及的6个工序中,生物质处理和脱水工序需配置新设备,氧化和提纯工序可以新置也可改造原有的聚酯设备,而后序的聚合和后加工可完全借用石油基聚酯的设备。生物基PET/PEF技术之所以显现出超乎寻常的增长态势,主要源于其与石油基聚酯生产可融合的技术特征以及业已成熟的应用链。

发展趋势

“十三五”后期,生物基PET及PEF技术都将陆续进入产业化生产阶段。在可预见的将来,生物基与传统石油基聚酯材料将形成并存的局面。目前,我国已有多家大学、科研院所及企业开展了生物基材料方面的研究,并在诸如PLA、PHA等生物基材料的研究开发方面取得了不小的进步。但多数课题还停留在原有特定技术途径的延伸研究阶段。

总体来看,我国从事相关研究的企业不多,工程化能力薄弱,鲜有生物基PET或新一代聚酯方面的研究报道。对企业来说,在对现有聚酯设备进行降低能耗、提高成本效率的升级改造之时,也应


转载请注明:http://www.180woai.com/qfhqj/85.html


冀ICP备2021022604号-10

当前时间: