制备丁二酸相关方法

生物质发酵生产丁二酸项目调研

一、项目可行性报告

（一）立项的背景和意义

丁二酸（Succinic Acid ）又称琥珀酸，是一种重要的 “C 轩台化合物”，广泛存在于动植

物和微生物体内，是 TCA 循环的中间产物之一，它作为有机合成原材料、中间产物或专用化学品可应用于食品、医药、农药、染料、香料、油漆、塑料和材料工业等众多领域。其中医药领域，主要用于生产琥乙红霉素等药品；农业领域，主要用于生产植物生长调节剂、杀

菌剂等；食品领域，主要用于液体调味品及炼制品的风味改良剂等；染料领域，主要用于生产高级有机颜料酞菁红等， 2010年丁二酸在这四个领域总价值超过 24亿美元。除此之外，丁二酸的主要潜在应用领域是基础化工原料，它可以作为许多重要的中间产物和专业化学制

品，还可以取代很多基于苯和石化中间产物的化学品，

这可减少在超过 300种苯基化学制品的生产和消费过程中所产生的污染，丁二酸的结构是饱和的二羧酸，可以转化为包括 1,4- 丁二醇（BDO ）、四氢呋喃（THF ）、Y 丁内酯（GBL ）、己二酸和 N-甲基吡咯烷酮等一系列重要的工业化学品。据统计丁二酸全世界市场需求量可高达 2700万t/a ，美国能源部发布的报

告中将丁二酸列为12种最有潜力的大宗生物基化学品的第一位。

图是以丁二酸及其衍生物为原料的化学制品路线图。

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图丁二酸及其衍生物路线简图

采用生物法制备丁二酸的技术将填补了国内生物法路线生产丁二酸的空缺。丁二酸通过加氢还原反应可以制取1,4 丁二醇，丁二酸分别与1,4-丁二醇和己二醇进行聚合即可得到生物可降解塑料PBS （聚丁二酸丁二醇酯）和PHS （聚丁二酸己二醇酯）。假如过程中使用的氢气和热量也是使用生物质分解和发酵产生的话，那整个聚酯多元醇领域的原料和能量就应该可以算是与传统能源完全分离了，该项目将成为生物质循环利用的示范性工程。

另外，由于石油危机及环境污染的双重压力，生物质发酵法生产丁二酸以其具有节约大量的石油资源并且可以降低由石化方法产生的污染等优点而备受国内外专家学者的重点关注。因此，本技术属于国家鼓励和支持的废弃资源综合利用和节能减排项目，是循环经济和

低碳经济发展模式项目，并在2011年获得总统绿色化学挑战奖，也是国家“863”计划和重点鼓励发展类项目，符合国家及部分省市相关产业政策导向。

与传统化学方法相比，法生产丁二酸具有诸多优势：生产成本具有，因此对于聚氨酯行业的发展具有强有力的支撑作用，有助于我国聚氨酯产业发展；利用可再生的农业资源包括作为原料，避免了对石化原料的依赖，实现了使用可再生资源替代不可再生资源进行中间体的制作；减少了化学合成工艺对环境的污染。

专家分析认为，未来几年我国聚酯二元醇的年需求量将达到300万吨以上，在面对不可再生能源的紧缺条件下，石化法生产丁二酸的产量将会受到限制，加上PBS 产业化技术的

完善和国内外对生物可降解塑料需求的不断拓展以及丁二酸新应用领域的不断开发，因而这

将给生物质发酵制取丁二酸的应用留下了非常大的发展空间和十分广阔的市场前景。

（二）国内外丁二酸研究现状和发展趋势

（1）国内外丁二酸市场概述

丁二酸是用于化工、制药、食品和农业等领域的一种重要基础原料和中间体。一方面由于石油价格剧烈波动，石化法生产丁二酸的成本一直居高不下，另外发酵法能够使温室气体排放量减少50%，因而发酵法代替石化法生产丁二酸的工艺正在逐渐兴起。另一方面目前绿色化学品的市场需求也在不断增长，自然也会牵动对生物基丁二酸的需求。

2011年全球丁二酸的产能约4 万吨，其中97%的丁二酸来源于石油基原料，而生物基丁二酸仅占3%，从应用领域来看，丁二酸主要用于树脂、涂料和油漆等领域约占%，其他

重要领域包括医药（% ）、食品（％）、PBS /PBST（9%）和聚酯多元醇（％）。从丁二酸市场分布来看，2011 年，欧洲占市场总量的%，亚太地区占%，北美占%。亚太地区预计将是未来增长最快的市场，如中国、印度和日本，其中，中国处于主导地位（图）

图2011年全球丁二酸市场分布

据Tran spare ncy 预测，全球丁二酸市场将从 2011年的亿美元增长到 2018年的亿美元，

2012~2018年的年均增长率达 %，2018年产量将超过25万吨，1,4-丁二醇、增塑剂、聚氨酯和树脂需求的增加以及涂料、染料和墨水一直是该产品市场的主要驱动因素，

然而昂贵的原材料和日益严重的环境问题成为了制约该市场增长的主要因素。

国内丁二酸市场

丁二酸在中国的生产始于上世纪 60年代末期，生产发展较快，到2013年丁二酸的产量占世界总产量的 40%，目前国内丁二酸的总产能约万吨/年，年产量在6万吨左右。随着以丁二酸为原料的PBS 等新型生物可降解塑料的逐步产业化，丁二酸的发展将迎来新契机。

据专家预测，2020年国内可降解生物塑料市场需求量为 300万吨，以生产1吨PBS 需吨丁二酸计算，未来国内丁二酸的年需求量将达到 180万吨左右，保守估计到2020年，我国生物法丁二酸产能将达到10万吨/年，加上下游市场的不断开发，需求量也将保持

10%以上的年增长率，市场缺口巨大。

与此同时，国内已有多家企业正在积极筹备上马 PBS 项目，而安庆和兴公司则领先一

步，率先与清华大学达成合作意向，在目前 3000吨/年规模的基础上，计划在 3年内建设一条10万吨/年PBS 生产线，同时上马的还有与之配套的 6万吨/年丁二酸项目。但一直以不可再生的战略资源石油产品作为原料的传统丁二酸生产方法导致了高价格和高污染，

抑制了丁二酸作为一种优秀的化学平台产品的发展潜力，而采用微生物发酵法生产正好可以弥补。

国外丁二酸市场

国外丁二酸市场看好，原因是丁二酸的结构是饱和二羧酸，可以转化为 1,4-丁二醇、四

氢呋喃、丫 -丁内酯等其它四碳的化学制品，它的下游衍生物是很多行业的重要原料，在世

界范围内这些衍生物的市场潜力每年超过 3 X 106

吨。为了使生物法生产丁二酸能够有效降低成本，美国能源部的 4个实验室投资 700 万美元，共同研究发酵法生产丁二酸。通过生物发酵法筛选一株优良的菌

种，选择利用廉价的原料，经过合理的过程优化，生产出更具优势的丁二酸产品，具有巨大的发展潜力，另外发酵法生产丁二酸也为农业碳水化合物产品打开一个重要的市场。由此可见，发酵法制备丁二酸的研究将成为 21 世纪化学工业的一个重要方向，它将使丁二酸及其衍生物市场范围更加宽广。

丁二酸的主要应用领域大致可分为5大市场：最大的市场为表面活性剂、清洁剂、添加剂和起泡剂：第二个市场为离子鳌合剂，如电镀行业中的溶蚀和点蚀等；第三个市场是在食品行业中作为酸化剂、PH 改良剂和抗菌剂；第四个市场是与健康有关的产品，包括医药、抗生素、氨基酸和维生素的生产：第五个市场也是最具发展前景的市场，即作为生物可降解塑料聚丁二酸丁二醇酯（PBS）的主要原料。不同市场对于丁二酸的纯度要求也是不同的，这对于生物法制备丁二酸是十分有利的，因为化学法生产的丁二酸由于含有微量的其他不明化合物，限制了其在食品、医药等行业的应用，而生物发酵法生产的丁二酸完全满足美国FDA 的要求，并且已经给出了安全的许可。

（2）国内外生物基丁二酸生产企业概述

国外主要企业

经过多年的研发，生物基丁二酸在技术上获得突破，早期存在的生产成本较高、性能不高导致应用范围有限等不足已有明显改善，再加上其所具有的环保优势，这类产品的市场竞争力越来越强。目前，帝斯曼、巴斯夫、Myriant （麦里安科技公司）和BioAmber （生物琥珀公司）均已兴建多个世界级规模的生物基丁二酸生产厂（表）。

生物琥珀公司

生物琥珀公司是一家从事生物材料加工的公司，于2010年1月22日建成了世界上第一套

商业化规模生物基丁二酸装置，采用由小麦衍生的葡萄糖为原料，初期生产能力为2000吨/ 年。近年来，生物琥珀公司与日本三井公司（Mitsui ）合作较为紧密。2013年生物琥珀公司

与日本三井公司合作在加拿大安大略省萨尼亚市启动一套大型生物基丁二酸生产装置，初始

产能为万吨/年，并可继续扩能到万吨/年。2014年生物琥珀公司和日本三井公司还计划再共同建立两套装置，预计总产能将达到万吨/年。第二个工厂先在泰国建立，再在北美或是

巴西建立第三个工厂，两套装置规模相当。通过合作，生物琥珀公司和日本三井公司将充分发挥各自的优势。首先，生物琥珀公司已经研发出一个拥有专利的技术平台，将工业生物技术和专利催化剂结合把可再生原料转化成化学品，从而能降低对石油的依赖，减少成本，其次，生物琥珀公司在法国的工厂能生产并销售丁二酸，已被证明有价格优势。而日本三井公

司作为世界上最大的综合贸易公司之一，在国际化学品市场拥有很高的份额，有利于生物琥

珀公司生产的生物基丁二酸进行全球市场销售。

注：来源公司报告

麦里安科技公司

美国麦里安科技公司2011年初在路易斯安那州开工建设全球最大的生物基丁二酸工厂，

并于2013年第一季度启动其在路易斯安那州普罗维登斯湖产能为万吨/年的生产装置，计划

在2014年初将产能扩大到万吨/年。2012年，麦里安科技公司与德国洛伊纳（Leuna）的蒂

森克虏伯伍德公司（ThyssenKrupp Uhde）合作开始商业化生产生物基丁二酸，生产工艺可达商业化生产规模和产品质量的标准。早在2009年，麦里安科技公司和蒂森克虏伯伍德公司

就商业化开发生物基丁二酸签订了独家联盟协议，旨在确保生物基丁二酸生产工艺具有成本

竞争优势和生产高纯度产品；目前，麦里安科技公司正在研究与中国蓝星（集团）总公司在

南京建设生物基丁二酸项目，此外还与泰国PTT国际化学公司合作，在东南亚建设丁二酸项

目。在销售方面，2011年美国麦里安科技公司和日本双日株式会社就缔结销售和市场合作关系，在日本、韩国、中国大陆和中国台湾经销生物基丁二酸，目的是凭借双日株式会社的市场覆盖，极大地提升麦里安科技公司生产的生物基丁二酸在这些地区的长期价值。

Reverdia ( DSM-Roquette)

由荷兰皇家帝斯曼集团(Royal DSM )和法国罗盖特公司(Roquette Fr帕s)合资建成

聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的产业现状及技术进展

由于PBS 有上述良好的性能，使它在很多方面都有着非常重要的用途。首先它可用于包装领域，主要有垃圾袋、食品袋、各种冷热饮瓶子和标签等。由于PBS 良好的成膜性，另一个重要应用是作为农林业中的农用薄膜，以及各种种植用器皿和植被网等。其次，在PBS中添加滑石粉、碳酸钙等还能制成各种成型制品，被用于日用杂品。与PET 类似，PBS 还可作为纺织材料纺丝加工。此外，由于具有生物相容性和可降解性，PBS 还可应用于医用制品中的各种人造材料如人造软骨、缝合线、支架等。 2、PBS 的工业化生产 2.1 国外PBS 产品早在上世纪30 年代，Carothers 就已经成功制备出了PBS，但由于受当时工艺条件的限制，制得的PBS 分子量小于5000，无法用作实际材料。直到上个世纪90 年代，随着人们对脂肪族生物降解材料的研究逐渐深入，满足实际应用要求的高分子量的PBS 才被开发成功。日本昭和高分子公司于1993 年建立了一套年产3000 吨PBS 及其共聚物的半商业化生产装置，其系列产品以“Bionolle”的商品名面世( 中文名: 碧能) ，这是世界上首个商业化的PBS 树脂。Bionolle 是一种结晶型热塑性塑料，分子量从几万

聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的产业现状及技术进展

聚丁二酸丁二醇酯（PBS）的产业现状及技术进展

1、PBS 的结构、性能与应用 PBS的全称为聚丁二酸丁二醇酯，是一种脂肪族聚酯，其结构单元为丁二酸与丁二醇形成的酯，其分子式: HO- [ CO-( CH2) 2-CO-O-( CH2 ) 4-O] n-H ，PBS分子链较柔软，且熔点较低。PBS于20世纪90年代进入材料研究领域，并迅速成为广泛推广应用的通用型生物降解塑料研究的热点材料之一。其优异性能主要表现在以下几个方面： (1) 加工性能。PBS 的加工性能非常好，可在通用加工设备上进行注塑、挤出和吹塑等各类成型加工，同时也可共混碳酸钙、淀粉等填充物，降低成本。 (2) 耐热性能。PBS 具有出色的耐热性能，是完全可生物降解聚酯中耐热性能最好的品种，热变形温度接近100℃，改性后可超过100℃，满足日常用品的耐热需求，可用于制备冷热饮包装和餐盒。 (3) 力学性能。与其他生物降解塑料相比，PBS 力学性能十分优异，具有与许多通用树脂如聚乙烯、聚丙烯相近的力学性能。 (4) 降解性能与化学稳定性。PBS 在正常储存和使用过程中性能非常稳定，只在堆肥、土壤、水和活化污泥等的环境下会被微生物和动植物体内的酶分解为二氧化碳和水。

由于PBS 有上述良好的性能，使它在很多方面都有着非常重要的用途。首先它可用于包装领域，主要有垃圾袋、食品袋、各种冷热饮瓶子和标签等。由于PBS 良好的成膜性，另一个重要应用是作为农林业中的农用薄膜，以及各种种植用器皿和植被网等。其次，在PBS中添加滑石粉、碳酸钙等还能制成各种成型制品，被用于日用杂品。与PET 类似，PBS 还可作为纺织材料纺丝加工。此外，由于具有生物相容性和可降解性，PBS 还可应用于医用制品中的各种人造材料如人造软骨、缝合线、支架等。 2、PBS 的工业化生产 2.1 国外PBS 产品早在上世纪30 年代，Carothers 就已经成功制备出了PBS，但由于受当时工艺条件的限制，制得的PBS 分子量小于5000，无法用作实际材料。直到上个世纪90 年代，随着人们对脂肪族生物降解材料的研究逐渐深入，满足实际应用要求的高分子量的PBS 才被开发成功。日本昭和高分子公司于1993 年建立了一套年产3000 吨PBS 及其共聚物的半商业化生产装置，其系列产品以“ Bionolle ”的商品名面世（中文名: 碧能），这是世界上首个商业化的PBS 树脂。Bionolle 是一种结晶型热塑性塑料，分子量从几万到几十万，玻璃化转变温

聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的产业现状及技术进展

聚丁二酸丁二醇酯（PBS）的产业现状及技术进展 1、PBS 的结构、性能与应用 PBS的全称为聚丁二酸丁二醇酯，是一种脂肪族聚酯，其结构单元为丁二酸与丁二醇形成的酯，其分子式: HO- [ CO-( CH2) 2-CO-O-( CH2 ) 4-O] n-H ，PBS分子链较柔软，且熔点较低。PBS于20世纪90年代进入材料研究领域，并迅速成为广泛推广应用的通用型生物降解塑料研究的热点材料之一。其优异性能主要表现在以下几个方面： (1) 加工性能。PBS 的加工性能非常好，可在通用加工设备上进行注塑、挤出和吹塑等各类成型加工，同时也可共混碳酸钙、淀粉等填充物，降低成本。 (2) 耐热性能。PBS 具有出色的耐热性能，是完全可生物降解聚酯中耐热性能最好的品种，热变形温度接近

100℃，改性后可超过100℃，满足日常用品的耐热需求，可用于制备冷热饮包装和餐盒。 (3) 力学性能。与其他生物降解塑料相比，PBS 力学性能十分优异，具有与许多通用树脂如聚乙烯、聚丙烯相近的力学性能。 (4) 降解性能与化学稳定性。PBS 在正常储存和使用过程中性能非常稳定，只在堆肥、土壤、水和活化污泥等的环境下会被微生物和动植物体内的酶分解为二氧化碳和水。

到几十万，玻璃化转变温度为-45 ～-10 ℃，熔点为90 ～120 ℃，耐热温度接近100℃，具有良好的力学性能和加工性能，其制品包括农用薄膜、垃圾袋、发泡材料等。然而Bionolle 系列PBS 的生产过程中需要用到二异氰酸酯作扩链剂来提高分子量，由于二异氰酸酯的毒性较大，限制了其产品在医用材料、食品包装、一次性餐具等领域的应用，时至今日，Bionolle 已经扩大为多个品种和牌号的一类产品。从1998 年开始，德国巴斯夫就推出了自己的完全可降解聚酯商品Ecoflex ，主要为脂肪族和芳香族的共聚酯，还可以与淀粉进行共混，提高降解性。美国伊士曼( Eastman) 公司以商标Eastar Bio 生产了一系列共聚酯产品。杜邦公司也拥有商标为Biomax 的降解聚酯塑料产品。另外还有日本的三菱化学Mitsubishi 、韩国的SKChemical 和Ire Chemical 等均可生产PBS，商品名分别为GS pla ，Skygreen 和EnPol，其中三菱化学宣称开发的是基于生物技术的PBS 生产技术，因其原料丁二酸从植物淀粉中提取。 2.2 国内产业化历程国内的PBS 研究和产业化起步较晚，但发展速度较快。在这方面，中科院理化研究所工程塑料国家工程研究中心和清华大学走在了前列。2006 年，安徽安庆和兴化工公司依托清华大学技术建成年产3000 吨挤出、注塑级的

聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的合成研究

本科生学年论文题目聚丁二酸丁二醇酯的合成研究学生姓名刘朋坤所在院系化学化工系专业班级化学工程与工艺学号 2010223334 指导教师（职称）寇莹日期 2012年 5 月日

聚丁二酸丁二醇酯的合成研究摘要：以丁二酸与丁二醇为原料，通过熔融缩聚法合成聚丁二酸丁二醇酯。通过HDI 进行扩链改性，改善其降解性能与力学性能。实验结果表明，扩链产物结晶度下降、拉伸强度得到提高。关键词：聚丁二酸丁,二醇酯；高分子量；扩链改性

Gather succinic acid synthesis of butyl glycol esters Abstract: the succinic acid and butyl glycol as raw material, through the molten polycondensation succinic acid synthesis method of clustering butyl glycol esters. Through the HDI for extender chain modification, improve its degradation property and mechanical properties. The experimental results show that extender chain product drop, tensile strength, crystallinity was improved. key words：gather succinic acid, cubed diol esters; High molecular weight; Extender chain modification

聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的产业现状及技术进展

1、PBS 的结构、性能与应用 PBS的全称为聚丁二酸丁二醇酯，是一种脂肪族聚酯，其结构单元为丁二酸与丁二醇形成的酯，其分子式: HO-［ CO-( CH2)2-CO-O-( CH2 )4-O］n-H ，PBS分子链较柔软，且熔点较低。PBS于20世纪90年代进入材料研究领域，并迅速成为广泛推广应用的通用型生物降解塑料研究的热点材料之一。其优异性能主要表现在以下几个方面：(1) 加工性能。PBS 的加工性能非常好，可在通用加工设备上进行注塑、挤出和吹塑等各类成型加工，同时也可共混碳酸钙、淀粉等填充物，降低成本。 (2) 耐热性能。PBS 具有出色的耐热性能，是完全可生物降解聚酯中耐热性能最好的品种，热变形温度接近100℃，改性后可超过100℃，满足日常用品的耐热需求，可用于制备冷热饮包装和餐盒。 (3) 力学性能。与其他生物降解塑料相比，PBS 力学性能十分优异，具有与许多通用树脂如聚乙烯、聚丙烯相近的力学性能。 (4) 降解性能与化学稳定性。PBS 在正常储存和使用过程中性能非常稳定，只在堆肥、土壤、水和活化污泥等的环境下会被微生物和动植物体内的酶分解为二氧化碳和水。由于PBS 有上述良好的性能，使它在很多方面都有着非常重要的用途。首先它可用于包装领域，主要有垃圾袋、食品袋、各种冷热饮瓶子和标签等。由于PBS 良好的成膜性，另一个重要应用是作为农林业中的农用薄膜，以及各种种植用器皿和植被网等。其次，在PBS中添加滑石粉、碳酸钙等还能制成各种成型制品，被用于日用杂品。与PET 类似，PBS 还可作为纺织材料纺丝加工。此外，由于具有生物相容性和可降解性，PBS 还可应用于医用制品中的各种人造材料如人造软骨、缝合线、支架等。 2、PBS 的工业化生产 2.1 国外PBS 产品早在上世纪30 年代，Carothers 就已经成功制备出了PBS，但由于受当时工艺条件的限制，制得的PBS 分子量小于5000，无法用作实际材料。直到上个世纪90 年代，随着人们对脂肪族生物降解材料的研究逐渐深入，满足实际应用要求的高分子量的PBS 才被开发成功。日本昭和高分子公司于1993 年建立了一套年产3000 吨PBS 及其共聚物的半商业化生产装置，其系列产品以“Bionolle”的商品名面世( 中文名: 碧能) ，这是世界上首个商业化的PBS 树脂。Bionolle 是一种结晶型热塑性塑料，分子量从几万到几十万，玻璃化转变温度为-45～ -10℃，熔点为90 ～ 120℃，耐热温度接近100℃，具有良好的力学性能和加工性能，其制品包括农用薄膜、垃圾袋、发泡材料等。然而Bionolle 系列PBS 的生产过程中需要用到二异氰酸酯作扩链剂来提高分子量，由于二异氰酸酯的毒性较大，限制了其产品在医用材料、食品包装、一次性餐具等领域的应用，时至今日，Bionolle 已经扩大为多个品种和牌号的一类产品。从1998 年开始，德国巴斯夫就推出了自己的完全可降解聚酯

聚丁二酸丁二酯的研究进展

聚丁二酸丁二酯的研究进展徐久升摘要：主要介绍了聚丁二酸丁二醇酯(PBS) 的化学合成技术，包括直接酯化法、酯交换法和扩链法等的情况。而且综述PBS 在改性技术方面( 包括PBS 基脂肪族共聚酯和PBS 基共混复合物等改性技术) 的进展。最后展望了PBS 的应用和发展前景。关键词：聚丁二酸丁二醇酯；合成；改性；应用 Research Progress of Poly(butylene succinate) Xu Jiusheng Abstract ：The chemical synthesis technology of poly(butylene succinate)(PBS)，include the direct esterification method，ester exchange method and chain extension method etc. were mainly introduced. The progress of PBS in modification technology(includingaliphatic copolyester based on PBS and PBS matrix composites etc modified technology) was also prospected. Finally，the present status of application and foreground in the research field was outlined. Keywords ：poly(butylene succinate) ；synthesis ；modification ；application 目前，越来越多的高分子材料进入了生产和生活等各个领域，包括包装材料、医用材料、温室建筑、科学研究用特种装置、覆盖薄膜，航天设备和仪器、从工业领域到农业领域等均有应用，已成为现代社会生活中不可缺少的材料。高分子材料由于原料来源丰富，品种繁多，综合性能优异、价格低廉、易成型加工等特性而用途广泛，因此在材料领域中的地位日益突出，增长最快。高分子材料的发展历史虽然不足百年，但是发展却相当迅速，若按体积计，目前，其世界年产量已经超过金属类，成为最重要的材料品种之一。另一方面，随着地球上石油资源的逐渐减少，这也迫使人类不断寻找一种新型且来源丰富的高分子材料来代替现在使用的由石油资源得到的高分子材料。因此，越来越多新型高分子材料的使用，有效地降低了人类对日益减少的不可再生资源的依赖。另外，这种以石油为基础合成的高分子材料，由于其优良的稳定性，导致了它在自然界中的分解时间过长或有的甚至根本不分解，其中含有的有毒有害物质对环境造成了严重甚至不可逆的污染，如残弃的塑料膜存在于土壤中阻碍农作物根系的发育和对水分、养分的吸收，使土壤透气性降低导致农作物减产；动物食用残弃的塑料膜后会造成肠梗阻而死亡；流失到海洋中或废弃在海洋中的合成纤维渔网和钓线已对海洋生物造成了相当的危害，这些都已经成为倍受关注的全球性问题，因此迫切需要研制对环境友好的由可再生资源制备的材料。随着人们日益对环保问题的重视，可生物降解且具有良好经济性的聚合物材料引起人们极大的兴趣。据统计，2012 年全世界可生物降解塑料的需求量达到28 万t，北美、欧洲、亚洲市场对生物降解塑料的需求量将以每年15% 的速度增长，到2017 年需求量将达到55 万t／a。生物降解聚合物中有一大类是脂肪族聚酯，这类聚酯的主要品种有聚己内酯(PCL)、聚丁二酸丁二酯(PBS)、聚乳酸(PLA) 和聚羟基酪酸(PHB) 等。在这些材料中，目前研究较多且已经有一定生产规模的是PLA，如美国卡基尔·道聚合物公司和日本的三菱树脂公司都有了较大规模的PLA 生产线。PBS 于20 世纪90 年代进入材料研究领域，并迅速成为可广泛推广应用的通用型完全生物降解塑料研究的热点材料之一，与PCL，PHB，聚羟基脂肪酸酯(PHA) 等降解塑料相比，PBS 具有价格低廉、力学性能优异等特点；而与价格接近的PLA 相比，PBS 又具有加工方便，可适应目前常规的塑料加工工艺，耐热性能好的特点，其热变形温度可以超过100℃(PLA 的耐热变形温度只有60℃左右)。而且PBS联系人：杨金明，硕士，工程师，主要从事高分子材料加工与改性工作。合成的原料来源既可以是石油资源，又可以通过生物质资源发酵得到，因此引起了科技和产

聚丁二酸丁二醇酯PBS的产业现状及技术进展

聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的产业现状及技术进展．

1、PBS 的结构、性能与应用 PBS的全称为聚丁二酸丁二醇酯，是一种脂肪族聚酯，其结构单元为丁二酸与丁二醇形成的酯，其分子式: HO- ［ CO-( CH)-CO-O-( CH 222)-O］n-H ，PBS 分子链较柔软，且熔点较低。PBS于420世纪90年代进入材料研究领域，并迅速成为广泛推广应用的通用型生物降解塑料研究的热点材料之一。其优异性能主要表现在以下几个方面： (1) 加工性能。PBS 的加工性能非常好，可在通用加工设备上进行注塑、挤出和吹塑等各类成型加工，同时也可共混碳酸钙、淀粉等填充物，降低成本。 (2) 耐热性能。PBS 具有出色的耐热性能，是完全可生物降解聚酯中耐热性能最好的品种，热变形温度接近100℃，改性后可超过100℃，满足日常用品的耐热需求，可用于制备冷热饮包装和餐盒。 (3) 力学性能。与其他生物降解塑料相比，PBS 力学性能十分优异，具有与许多通用树脂如聚乙烯、聚丙烯相近的力学性能。

(4) 降解性能与化学稳定性。PBS 在正常储存和使用过程中性能非常稳定，只在堆肥、土壤、水和活化污泥等的环境下会被微生物和动植物体内的酶分解为二氧化碳和水。 - 1 - 由于PBS 有上述良好的性能，使它在很多方面都有着非常重要的用途。首先它可用于包装领域，主要有垃圾袋、食品袋、各种冷热饮瓶子和标签等。由于PBS 良好的成膜性，另一个重要应用是作为农林业中的农用薄膜，以及各种种植用器皿和植被网等。其次，在PBS中添加滑石粉、碳酸钙等还能制成各种成型制品，被用于日用杂品。与PET 类似，PBS 还可作为纺织材料纺丝加工。此外，由于具有生物相容性和可降解性，PBS 还可应用于医用制品中的各种人造材料如人造软骨、缝合线、支架等。 2、PBS 的工业化生产 2.1 国外PBS 产品早在上世纪30 年代，Carothers 就已经成功制备出了PBS，但由于受当时工艺条件的

聚丁二酸丁二醇酯 PBS

聚丁二酸丁二醇酯 PBS 白色颗粒,聚丁二酸丁二醇酯（PBS）由丁二酸和丁二醇经缩合聚合合成而得，树脂呈乳白色，无嗅无味，易被自然界的多种微生物或动植物体内的酶分解、代谢，最终分解为二氧化碳和水，是典型的可完全生物降解聚合物材料。具有良好的生物相容性和生物可吸收性；密度1.26g/cm，熔点114℃，根据分子量的高低和分子量分布的不同，结晶度在30~45%之间。它于20世纪90年代进入材料研究领域，并迅速成为可广泛推广应用的通用型生物降解塑料研究热点材料之一,耐热性能好，热变形温度和制品使用温度可以超过100℃。其合成原料来源既可以是石油资源，也可以通过生物资源发酵得到，PBS是生物降解塑料材料中的佼佼者。性能特点；聚丁二酸丁二醇酯（PBS）的性能介于聚乙烯和聚丙烯之间，可直接做为塑料加工使用。 PBS的典型性能如下表所示：项目 PBS 拉伸屈服强度 (MPa) 30 伸长率 ( % ) 400 悬臂梁缺口冲击强度(kJ/m2) 4 弯曲强度 (MPa) 25 弯曲模量 (MPa) 400 应用范围；聚丁二酸丁二醇酯（PBS）可以用做垃圾袋、包装袋、化妆品瓶、各种塑料卡片、婴儿尿布、农用材料及药物缓释载体基质等；还有其它涉及到环境保护的各种塑料制品，如土木绿化用网、膜等。可用于包装、餐具、化妆品瓶及药品瓶、一次性医疗用品、农用薄膜、农药及化肥缓释材料、生物医用高分子材料等领域。成型加工方法；聚丁二酸丁二醇酯（PBS）属热塑性树脂，加工性能良好，可以在普通加工成型设备上进行成型加工，加工温度范围140~260℃。物料加工前须进行干燥，含水率须在0.02%以下。聚丁二酸丁二醇酯（PBS）可以用注塑、吹塑、吹膜、吸塑、层压、发泡、纺丝等成型方法进行加工。聚丁二酸丁二醇酯(PBS)是具有良好可生物降解性能的聚合物，与聚乳酸、聚羟基烷酸酯、聚己内酯等可生物降解塑料相比，PBS价格相对较低，力学性能优异，耐热性能好，热变形温度接近100℃，是国内外在生物降解塑料研发方面的重点。