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我国呋喃类材料 | 技术新突破!

 书生遗失毋尘 2023-10-28 发布于广东

【TK生物基材料报道】2,5-呋喃二甲酸(FDCA)是一种非常稳定的化合物。在碱性条件下能溶于水,酸性条件下为白色粉末状固体,是制备高性能生物基塑料的重要单体。FDCA 的合成技术路线主要包括HMF路线、己糖二酸路线、糠醛路线和二甘醇酸路线。

FDCA 被美国能源部确定为建立未来“绿色”化学工业的 12 种最具潜力的生物基平台化合物之一。FDCA 已被建议作为一种重要的可再生结构单元,因为它可以替代对苯二甲酸(PTA),用来合成聚酯和其他含有芳族的聚合物。

FDCA 与传统的石油基单体对苯二甲酸在结构和化学性质上相似,因此可以取代对苯二甲酸来制造聚酯、聚酰胺等聚合物新材料。例如以 FDCA 为单体,加入乙二醇通过直接酯化法或酯交换法可合成PEF。

受限于单体FDCA的产业化技术推进,国内外产业化研发进度缓慢,单体FDCA工程化和产业化技术是目前国内外生物基新材料领域研发和产业化焦点之一。

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团队人员在中试车间试车现场

中国科学院宁波材料技术与工程研究所呋喃类生物基和应用团队作为国内外专注于呋喃类新材料工程化合产业化技术研发团队之一,经过十多年的积淀,开发出了一套无污染、安全系数高、能耗低、高产率和工程化可行的FDCA氧化制备工艺,于2022年初开始FDCA中试工程化放大。经过20个月的探索实践,自主设计和研发了全国首台套呋喃二甲酸氧化制备系统,并完成安装调试。

2023年6月至7月,全体项目组成员在40℃高温艰苦条件下,经过连续1个多月的调试,在中试规模,一次投料试车成功,且呋喃二甲酸产率接近工业化水平。本台套中试氧化工艺环保无污染、安全系数高、氧化过程成本低。

该中试试车的成功,标志着我国在呋喃类新材料领域的工程化技术取得了实质性的突破,为下一步呋喃二甲酸、下游PEF及相关衍生物实现产业化推进奠定了坚实基础。

知识拓展

什么是中试?

中试是中间工厂试验的简称。中试就是小型生产模拟试验,是产品在大规模量产前的较小规模试验,是小试到工业化生产必不可少的环节。中试不是一次性的验证行为,而是一个从小批量试验到逐渐放大产品试验数量的循序渐进的过程。

为什么要中试?

有数据显示,科技成果经过中试,产业化成功率可达80%;而未经中试,产业化成功率只有30%。可以说中试是科技成果转移转化的重要环节,对于降低科技研发成本,提高科技成果转移转化效率具有重要的意义。


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