由东华大学、江苏新视界先进功能纤维创新中心有限公司、福建闽瑞新合纤股份有限公司、中国纺织科学研究院有限公司、优彩环保资源科技股份有限公司、江苏三联新材料股份有限公司共同完成的“二氧化碳基共聚酯制备及纤维/薄膜应用关键技术”项目通过科技成果鉴定,总体技术达到国际先进水平。
项目面向二氧化碳资源化利用与高端聚酯材料绿色制造需求,以二氧化碳衍生碳酸二甲酯(DMC)为原料制备二氧化碳基共聚酯,具有反应条件温和、结构设计简单等优点。然而DMC的间接利用路线仍存在活化效率低、多组分共聚反应速率不匹配、低沸点组分易挥发,以及常规钛系催化剂易水解失活等难题;在工程放大过程中,碳酸酯和芳香酯反应体系及反应速率不匹配,熔体黏度波动较大,副产物组成复杂且易共沸,分离难度较大,共聚酯还具有热、剪切敏感性强,加工稳定性不足等问题。围绕上述问题,项目构建“二氧化碳基单体/链段设计—催化聚合与结构调控—熔体加工—纤维/薄膜成型—性能评价与应用验证”技术路线,开展二氧化碳基共聚酯的结构设计、稳定制备及纤维和薄膜应用关键技术研究。
项目创制柠檬酸多配位络合的钛锌双活性中心催化体系,开发分子结构设计、梯度升温酯化和高酸醇比反应技术,实现共聚酯序列结构、分子量及端基协同调控;建立DMC、甲醇、水、四氢呋喃等小分子副产物串联回收技术,回收率大于99%,并开发分步酯化共缩聚连续制备技术与装备。项目开发聚对苯二甲酸-碳酸丁二醇酯(PBCT)山梨醇成核、复合熔体稳定挤出、分区梯度冷却及PBCT/PET皮芯双组份纤维纺丝牵伸技术,实现低温热粘合、稳定纺丝、形态保持和本征消臭功能协同;开发聚对苯二甲酸-碳酸环己烷二甲醇酯(PCCT)多级拉伸—冷却松弛薄膜成型技术,实现薄膜厚度均匀、取向稳定、低雾度、高透明、热收缩可控和尺寸稳定。
当前项目成果已完成二氧化碳基共聚酯绿色制备、连续工程化加工及纤维、薄膜成形应用验证,形成了从二氧化碳衍生单体转化、共聚酯制备、纤维/薄膜加工到终端应用评价的成套技术体系。项目依托产学研协同,完成了材料制备、工程化放大、复合纤维加工及薄膜成形等环节的验证,形成了二氧化碳基皮芯复合纤维均匀稳定成形技术和薄膜稳定成型技术。应用结果表明,相关技术能够实现复合纤维产品稳定成形、低温热粘合和本征消臭功能协同,以及实现薄膜产品厚度均匀、低雾度、高透明、热收缩可控和尺寸稳定,具有低醛、低挥发、低气味及安全性等方面特点,已在卫生无纺布和薄膜包装两大领域形成应用示范。





