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无催化剂熔融缩聚合成聚酯
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。
浙江大学 2022-07-22
聚合物气体辅助挤出成型工艺及装置
项目研究内容及用途: 本项目采用一种气体辅助挤出成型技术,其技 术关键是通过气体辅助控制系统精确控制气体压力, 采用气体辅助挤出口 模使聚合物挤出时在口模内壁形成一层稳定的气垫膜层, 从而实现挤出由 非滑移粘着剪切口模挤出机理转化为完全滑移非粘着剪切口模挤出机理, 将口模壁面对挤出熔体的阻力降到最低限,从而达到减小挤出胀大、降低 口模压降和制品内应力、提高制品表面和内在质量的目的。聚合物气体辅
南昌大学 2021-04-14
生物质糠醛基聚合物单体合成技术
糠醛来源于自然界的C5糖,是已大规模工业化生产的生物质基化工产品,其原料来源是农业和林业的废料,包括玉米芯、稻壳、木材废料等。由于这些可再生资源数量非常庞大,且其综合利用不与人类竞争粮食,通过它们生产糠醛,进而发展生物质糠醛基化工产品具有非常大的潜力。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、成果简介 随着碳中和概念的提出,生物基材料,乃至生物基可降解材料,凭借其良好的环保特性而受到人们的广泛关注。糠醛来源于自然界的C5糖,是已大规模工业化生产的生物质基化工产品,其原料来源是农业和林业的废料,包括玉米芯、稻壳、木材废料等。由于这些可再生资源数量非常庞大,且其综合利用不与人类竞争粮食,通过它们生产糠醛,进而发展生物质糠醛基化工产品具有非常大的潜力。关键挑战在于糠醛是单官能团化的化合物,在聚合物工业中难以发挥重要作用,因此尽管其生产原料广泛、工业生产技术成熟,但市场容量非常有限,严重限制了以糠醛为基础原料的聚合物工业应用。
华中科技大学 2022-07-27
可降解型聚合物包膜控释肥研发
一、成果简介 针对我国控释肥领域存在的成本偏高、控释性较差、膜材难降解、工艺相对落后等问题,中国农业大学经过几年攻关,首次采用国际先进的包膜工艺,研发出新型可降解高分子膜材料,自主开发出与膜材相配套的一整套包膜设备,建成了一条完整的生产线,研制出具有完全自主知识产权的新型包膜控释肥料,实现500公斤/小时小型工业化生产,专家鉴定整体水平达到国际领先水平。生产过程能耗少,生成过程无“三废”产生,产品无毒、无味。包膜生产线可以在现有的旧的设备上改造,设备
中国农业大学 2021-04-14
一种聚合物缓蚀剂及其制备方法
本发明提供了一种聚合物缓蚀剂及其制备方法,其制备方法是: 在容器中加入引发剂、催化剂与卤代环氧丙烷于 0~25℃下混合反应 3~10 小时,再加入烷基吡啶,于 90~150℃下回流冷凝反应 2~6 小 时,得到本发明聚合物缓蚀剂;其中引发剂、催化剂、卤代环氧丙烷 与烷基吡啶加入的质量比为 1~2:1~2:40~100:10~50。本发明 的缓蚀剂具有水溶性好、用量少、缓蚀效果好等特点。
华中科技大学 2021-04-14
发布包含两万多拟南芥公共RNA-seq文库的生物大数据在线分析平台
翟继先课题组此次发布的数据库(Arabidopsis RNA-seq database, ARS)整合了来自GEO、SRA、ENA和DDBJ数据库的20,068个拟南芥RNA-seq数据,提供了“Google-style”在线查询工具。该研究对所有文库进行了基因表达水平定量和共表达网络分析,并将所有文库进行分类,总共涉及1176个突变体、1102种处理条件、12个组织和176个发育时期,同时也对突变体和处理条件分别同对应的对照组进行差异表达分析。
南方科技大学 2021-04-14
基于 uC/OS-II和 ARM的微机保护装置的精确定时研究
在 uC/OS-II 操作系统用于微机保护装置中,不可避免地要遇到一个问题,为了保证微 机保护装置交流量计算的准确,要保证交流电量的 AD 采样中断间隔的精确。 解决方案 ARM 芯片具有两种中断类型,IRQ 中断和 FIQ 快中断。快中断是为支持数据传输或快速 数据通道而设计的,为快速处理快中断。选择 NXP(原 Philips)公司的 ARM 芯片 LPC2292 作为微机保护测控装置的 CPU,它主要具有以下特点: 为有利于验证测试结果,利用 LPC2292 的 PWM 脉宽调制器,它具有一个带可编程 32 位 预分频器的 32 位定时器/计数器,并支持双边沿控制的 PWM 输出,而 PWM 定时中断产生而引 发的 PWM 输出不用 CPU 干预,电平翻转时间精确,可以利用该信号作为 AD 采样间隔的测试信号。 结论 使用 ARM 芯片、uC/OS-II 操作系统来实现微机保护测控装置的可能性,针对使用操作 系统会带来 AD 采样间隔时间不准的问题,给出了实现方案和验证结果。本方案对微机保护 装置上交流量的测量精度取得很好的结果。 
南京工程学院 2021-04-13
采用超声复合酶技术制备姜酒的方法
本发明涉及一种采用超声复合酶技术制备姜酒的方法,属于发酵酒类生产领域。所述方法,包括将生姜捣碎成匀浆状物质,加入纯净水,调节料液比,加入复合酶,然后放入超声提取仪中进行超声处理,进而得到姜汁提取液,并采用所述提取液进行发酵生产姜酒的过程。采用本发明制备的姜酒,不仅保留了传统泡制和发酵姜酒的优点,同时还提高了姜酒中功效成分的含量和抗氧化能力,姜酒的营养性和保健功能佳,具有广阔的市场前景,处理步骤更简洁,节约了操作时间。
青岛农业大学 2021-04-11
一种几丁质合酶及其基因和应用
本发明涉及几丁质合酶,特别涉及卵菌门中的几丁质合酶,其氨基酸序列为与如SEQ ID No.4所示的氨基酸序列在相似性在75%以上,优选在80%以上,更优选在90%以上,最优选在95%以上且具有与如SEQ ID No.4所示的氨基酸序列相同功能的氨基酸序列。所述几丁质合酶的活性水平能够调节卵菌的活性孢子囊和活性游动孢子的产量从而影响卵菌的致病力或寄主的发病程度。
中国农业大学 2021-04-11
L-2-氨基丁酸的酶法合成
已有样品/n项目以L-苏氨酸作为原料通过“一锅法”酶法生产L-2-氨基丁酸,反应时间为7-8h,已实现L-2-氨基丁酸转化率超过97%,产物浓度80g/L,ee>99%。整个反应过程不需要复杂的反应器,完全在常压、常温(30℃)下进行。此外,该工艺耦合了辅酶再生体系,在一株工程菌中同时表达反应所需的所有酶,并利用全细胞进行催化,使得在转化体系内不需要额外添加辅酶,从而降低了生产成本。医药级的L-2-氨基丁酸的售价约11-12万元/吨,本项目L-2-氨基丁酸的生产成本约5-5.5万元/吨(不计分
中国科学院大学 2021-01-12
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