研究团队发展并突破了Carothers建立的聚酯合成理论，提出了一种无催化剂缩聚的新机理，采用了一类能够形成五元环或者六元环酸酐的二元羧酸作为单体。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、技术分析 聚酯是仅次于聚烯烃的第二大类人工合成高分子材料，被广泛应用于纤维、瓶材、薄膜等领域，与人们的生产生活密切相关。大多数商品化聚酯都是采用二元羧酸和二元醇在金属化合物的催化下通过熔融缩聚合成的。锑系催化剂是目前综合性能最好，应用最为广泛的催化剂，残留在聚酯中的金属锑对人类健康和环境有潜在危害，亟待开发新型绿色聚酯合成新方法，消除聚酯中残留催化剂的危害。 聚酯的工业生产一般分为两步反应：（1）二元羧酸和二元醇通过酯化反应合成低分子量羟基封端齐聚物；（2）酯交换反应脱除二元醇获得高分子量聚酯。其中第一步酯化反应不需要外加催化剂，通过二元羧酸单体自身的羧基自催化即可进行，而所谓的聚酯催化剂实质上是第二步反应的酯交换催化剂。只通过第一步酯化反应就有效提升聚酯分子量，避免第二步酯交换反应的进行，是无催化剂熔融缩聚合成高分子量聚酯唯一有效途径。早在高分子学科创立之初的上世纪20年代末，Carothers就研究了二元羧酸与二元醇可在羧酸单体自催化下熔融酯化缩聚，以期得到聚酯材料，然而产物分子量仅有2-5 kDa，性能太差而无法应用。酯化反应的低平衡常数和高熔体黏度下排除副产物水的困难，被普遍认为是导致自催化方法无法获得高分子量聚酯的原因。1941年，英国化学家Whinfield和Dickson受Carothers研究的启发创造性地提出了酯交换策略，通过酯交换反应脱除过量的二元醇合成了分子量高、力学性能优异的聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET），并由英国ICI公司在1946年实现工业化生产。目前几乎所有的商品化聚酯都是通过酯交换路线合成的，但是为了克服酯交换反应的能垒，催化剂的使用不可避免。Flory在1953年出版的《Princeples in Polymer Chemistry》上对此做了总结，认为自催化酯化缩聚合成高分子量聚酯是不可能实现的。 研究团队通过对自催化酯化缩聚机理的深入研究，得出自催化方法无法获得高分子量聚酯的原因仅仅在于反应过程中的官能团比例失衡，而非酯化反应的低平衡常数及副产物难以排出。研究团队发展并突破了Carothers建立的聚酯合成理论，提出了一种无催化剂缩聚的新机理，采用了一类能够形成五元环或者六元环酸酐的二元羧酸作为单体。过量的此类二元酸与伯二元醇酯化形成羧基封端的预聚物后，通过三步串联的基元反应：质子转移、酸酐形成和再次酯化反应，使得体系中的醇酸官能团比例不断趋近于等摩尔比，从而在不需要外加催化剂的条件下获得了高分子量的聚酯。该方法中聚酯产物分子量增长呈现出独特的“加速”模式，从而在与传统工艺相近的时间内，通过熔融缩聚获得了一系列的高分子量无催化剂聚酯，包括聚丁二酸丁二醇酯（PBS）、聚丁二酸乙二醇酯（PES）、聚（丁二酸丁二醇酯-共-己二酸丁二醇酯）（PBSA）和聚（丁二酸乙二醇酯-共-对苯二甲酸乙二醇酯）（PEST）等。研究团队通过进一步深入研究聚合机理，优化聚合工艺，解决了无催化剂熔融缩聚合成聚酯的单体普适性问题，实现了PET、聚呋喃二甲酸乙二醇酯（PEF）等芳香族聚酯的无催化剂合成。 本成果解决了聚酯工业的百年难题，属于国际首创，并拥有完全的知识产权，具有巨大的应用潜力。

本技术开发了一系列具有自主知识产权的三元可生物降解的脂肪族-芳香族共聚酯, 不仅性能与 BASF公司开发的Ecoflex相当，具有良好的生物降解性、加工性能和机械性能，而且合成方法相对简便，在普通的聚酯反应器或加工设备上即可进行。产品性能可通过调整共聚单元的比例或反应时间来加以控制，从而满足不同领域的应用要求 主要技术、指标： 拉伸强度： 10 ——40 MPa；断裂伸长率： 100%——1000% 熔融指数：3——10 g/min；分子量：4万——60万 建设投产条件（投入资金情况、需要的厂房、使用配套设施状况等）： 年产3000吨所需仪器设备投资1000万元，厂房1800平米。

我国是世界第一聚酯大国(占全球总量54%以上)，聚酯纤维又是占合成纤维90%的最大合成纤维品种。纤维纺织品的阻燃是解决其着火引发火灾的重要措施。我校王玉忠院士的研究团队针对聚酯的阻燃与抗熔滴相矛盾这一阻燃界长期未解决的技术难题，创造性地提出了“高温自交联与炭化”阻燃抗熔滴新原理，开辟了“无传统阻燃元素”的全新阻燃途径，并发展了相应的技术，可以同时解决聚酯的阻燃与抗熔滴难题，在国际上处于领先水平。该团队成功建立了国内首个无卤本体阻燃聚酯纤维的工业化生产线，解决了无卤高效阻燃的耐久性问题, 并成为目前国际上主流技术。本技术的阻燃效率高于其他商业化产品，可纺性和力学性能与纯PET相近。产品已通过发达国家的相关检测和认证，产品出口国外。

采用高速纺丝和拉伸技术开发了高收缩涤纶，研制成具有微孔结构、保水率15％－20％的高吸水涤纶，开发了舒适性阳离子染料可染长丝以及共聚酯和纤维。相关成果获2003年度国家科技进步二等奖、1992年度国家科技进步三等奖、1988年度上海市科技进步一等奖、2002年度上海市科技进步一等奖和1991度纺织部科技进步二等奖等。

成果（技术）简介： 超支化聚酯/聚氨酯具有高度支化的结构，与相应的线性分子相比，其熔体和溶液黏度较低，故将超支化聚酯/聚氨酯改性水性聚氨酯除了可以提高水性聚氨酯力学性能和耐水性外，还能降低其粘度，有利于进一步提高乳液的固含量。 项目来源：自行开发 技术领域：新材料技术 主要技术特点： 超支化聚酯/聚氨酯改性水性聚氨酯后可使其黏度降低 20%以上，胶膜抗拉 强度提高30%以上。 应用范围：可应用于织物涂层剂、木器漆、胶粘剂、皮革涂

成果（技术）简介： 超支化聚酯/聚氨酯具有高度支化的结构，与相应的线性分子相比，其熔体和溶液黏度较低，故将超支化聚酯/聚氨酯改性水性聚氨酯除了可以提高水性聚氨酯力学性能和耐水性外，还能降低其粘度，有利于进一步提高乳液的固含量。 项目来源：自行开发 技术领域：新材料技术 主要技术特点： 超支化聚酯/聚氨酯改性水性聚氨酯后可使其黏度降低 20%以上，胶膜抗拉 强度提高30%以上。 应用范围：可应用于织物涂层剂、木器漆、胶粘剂、皮革涂

无卤阻燃聚酯纤维技术包括：常规聚酯纤维（即PET）的阻燃技术、多功能聚酯的开发及其阻燃技术（低熔点阻燃共聚酯技术）。 针对常规聚酯纤维（即PET）的可燃性问题，本技术采用两种方法。一种是采用我们开发的高效无卤反应型阻燃剂RFR，该阻燃剂是用于合成阻燃聚酯的理想阻燃剂，该阻燃剂阻燃效率高(用量3%即可达到很好的阻燃性)、不含卤素、无毒、发烟量小、对设备无腐蚀，对聚酯的其他性能影响不大以及可纺性好等特点，特别是结合纳米技术开发的PPET纳米复合材料能进一步提高材料的阻燃性能； 另一种是采用我们开发的高效无卤添加型阻燃剂AFR，这种阻燃剂的许多性能均大大优于小分子的含磷或含卤素阻燃剂及无机阻燃剂，对材料的其它性能影响较小，尤为突出的是, 热稳定性高、无毒、添加量少，无需与其它阻燃剂配合使用 , 阻燃效果好。该阻燃剂的熔点适宜聚合物加工温度，可纺性好。 低熔点阻燃共聚酯技术中我们采用价格低廉的第三单体和阻燃单体RFR共同作用，该聚酯具有优异的阻燃性，熔点在100-210℃之间并且可控，不含卤素、无毒、成本低、可纺性好、其纤维具有较好的纤维断裂强力，十分适合用来制作无纺布。阻燃PET及其纳米复合材料、低熔点阻燃共聚酯与常规PET的生产设备类似，减少了更新设备的成本。 主要技术、指标： 阻燃PET及其纳米复合材料的阻燃性能：LOI≥30、UL-94 V-0级。 阻燃PET及其纳米复合材料纤维断裂强力： ≥3.5 cN/dtex 低熔点  阻燃共聚酯的性能：LOI≥30、UL-94 V-0级、纤维断裂强力≥2.5 cN/dtex、切片熔点100-210℃（可根据产品使用场所可控）。 阻燃PET纤维及其织物、低熔点阻燃聚酯纤维及其织物的阻燃性能达到“公共场所阻燃制品及组件燃烧性能要求和标识”（GB 20286-2006 ）的标准。 建设投产条件（投入资金情况、需要的厂房、使用配套设施状况等）： 与普通聚酯和聚酯纤维生产设备装置相同。

我国目前已成为世界上最大的聚酯(PET)生产国，特别是PET作为纤维材料已占据所有合成纤维80%左右的比例，是合成纤维中产量最大、用途最广的品种。然而，聚酯因其固有的易燃性和熔融滴落性，使得在一些重要领域（如阻燃防护服与军服、电子器件等）的应用受到了限制, 而目前已有的无卤阻燃聚酯几乎没有例外地存在燃烧时熔融滴落的缺陷。本项研究通过分子设计合成一种可在聚酯燃烧温度下自交联的阻燃耐熔滴共聚酯。该聚酯具有以下特性：（1）其在聚合、加工、纺丝的过程中不会交联，即不影响纺丝性。（2）其交联温度在熔点和热分解温度之间，具有一定的加工窗口，同时足以保证聚酯是先交联后分解而能阻燃抗熔滴。（3）其在燃烧高温条件下可以快速的交联，并能达到足够大的熔体粘度，足以阻燃及抗熔滴。通过高温自交联的方法，聚酯的阻燃和耐熔滴相矛盾的问题得到了很好的解决 主要技术、指标： 高温自交联聚酯：Tm = 210——245°C，交联温度≥350°C，数据分子量≥10000 高温自交联聚酯的阻燃性能：HRR≤150kW/m2, UL94为V0，LOI≥30 高温自交联聚酯的熔滴性能：样条直接点燃几乎不熔滴 建设投产条件（投入资金情况、需要的厂房、使用配套设施状况等）： 与普通聚酯和聚酯纤维生产设备装置相同

1. 技术特色：1.1新型聚酯材料COFs与现有PC相比的优势 具有完全独立自主的核心技术知识产权---研发的相关聚酯COFs技术，在化学材料技术领域是一项重大技术创新，具有领先国际水平的我国自主知识产权，使我国第一次在应用广泛的工程材料聚酯研发领域，处于国际领先地位! 技术跨代优势---与现有PC相比，其本质反应的根本创新，潜在价值无法估量。本项目的基技术和产品是聚酯行业领