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聚酯(PET)是最大的合成高分子品種，被廣泛應(yīng)用于合成纖維和塑料領(lǐng)域。作為最大的合成纖維品種，聚酯纖維因固有的易燃性和高溫熔融滴落特性限制了其更廣泛的應(yīng)用。然而，實(shí)現(xiàn)聚酯的高溫炭化不熔滴阻燃被公認(rèn)為是聚酯領(lǐng)域的國(guó)際難題，市場(chǎng)上至今沒有相應(yīng)的產(chǎn)品。目前商業(yè)化的無(wú)鹵阻燃聚酯是通過引入含磷阻燃劑在燃燒時(shí)促進(jìn)聚酯降解而加速熔融滴落來(lái)帶走熱量和火

研究團(tuán)隊(duì)發(fā)展并突破了Carothers建立的聚酯合成理論，提出了一種無(wú)催化劑縮聚的新機(jī)理，采用了一類能夠形成五元環(huán)或者六元環(huán)酸酐的二元羧酸作為單體。 一、項(xiàng)目分類 關(guān)鍵核心技術(shù)突破 二、技術(shù)分析 聚酯是僅次于聚烯烴的第二大類人工合成高分子材料，被廣泛應(yīng)用于纖維、瓶材、薄膜等領(lǐng)域，與人們的生產(chǎn)生活密切相關(guān)。大多數(shù)商品化聚酯都是采用二元羧酸和二元醇在金屬化合物的催化下通過熔融縮聚合成的。銻系催化劑是目前綜合性能最好，應(yīng)用最為廣泛的催化劑，殘留在聚酯中的金屬銻對(duì)人類健康和環(huán)境有潛在危害，亟待開發(fā)新型綠色聚酯合成新方法，消除聚酯中殘留催化劑的危害。 聚酯的工業(yè)生產(chǎn)一般分為兩步反應(yīng)：（1）二元羧酸和二元醇通過酯化反應(yīng)合成低分子量羥基封端齊聚物；（2）酯交換反應(yīng)脫除二元醇獲得高分子量聚酯。其中第一步酯化反應(yīng)不需要外加催化劑，通過二元羧酸單體自身的羧基自催化即可進(jìn)行，而所謂的聚酯催化劑實(shí)質(zhì)上是第二步反應(yīng)的酯交換催化劑。只通過第一步酯化反應(yīng)就有效提升聚酯分子量，避免第二步酯交換反應(yīng)的進(jìn)行，是無(wú)催化劑熔融縮聚合成高分子量聚酯唯一有效途徑。早在高分子學(xué)科創(chuàng)立之初的上世紀(jì)20年代末，Carothers就研究了二元羧酸與二元醇可在羧酸單體自催化下熔融酯化縮聚，以期得到聚酯材料，然而產(chǎn)物分子量?jī)H有2-5 kDa，性能太差而無(wú)法應(yīng)用。酯化反應(yīng)的低平衡常數(shù)和高熔體黏度下排除副產(chǎn)物水的困難，被普遍認(rèn)為是導(dǎo)致自催化方法無(wú)法獲得高分子量聚酯的原因。1941年，英國(guó)化學(xué)家Whinfield和Dickson受Carothers研究的啟發(fā)創(chuàng)造性地提出了酯交換策略，通過酯交換反應(yīng)脫除過量的二元醇合成了分子量高、力學(xué)性能優(yōu)異的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PET），并由英國(guó)ICI公司在1946年實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。目前幾乎所有的商品化聚酯都是通過酯交換路線合成的，但是為了克服酯交換反應(yīng)的能壘，催化劑的使用不可避免。Flory在1953年出版的《Princeples in Polymer Chemistry》上對(duì)此做了總結(jié)，認(rèn)為自催化酯化縮聚合成高分子量聚酯是不可能實(shí)現(xiàn)的。 研究團(tuán)隊(duì)通過對(duì)自催化酯化縮聚機(jī)理的深入研究，得出自催化方法無(wú)法獲得高分子量聚酯的原因僅僅在于反應(yīng)過程中的官能團(tuán)比例失衡，而非酯化反應(yīng)的低平衡常數(shù)及副產(chǎn)物難以排出。研究團(tuán)隊(duì)發(fā)展并突破了Carothers建立的聚酯合成理論，提出了一種無(wú)催化劑縮聚的新機(jī)理，采用了一類能夠形成五元環(huán)或者六元環(huán)酸酐的二元羧酸作為單體。過量的此類二元酸與伯二元醇酯化形成羧基封端的預(yù)聚物后，通過三步串聯(lián)的基元反應(yīng)：質(zhì)子轉(zhuǎn)移、酸酐形成和再次酯化反應(yīng)，使得體系中的醇酸官能團(tuán)比例不斷趨近于等摩爾比，從而在不需要外加催化劑的條件下獲得了高分子量的聚酯。該方法中聚酯產(chǎn)物分子量增長(zhǎng)呈現(xiàn)出獨(dú)特的“加速”模式，從而在與傳統(tǒng)工藝相近的時(shí)間內(nèi)，通過熔融縮聚獲得了一系列的高分子量無(wú)催化劑聚酯，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-對(duì)苯二甲酸乙二醇酯）（PEST）等。研究團(tuán)隊(duì)通過進(jìn)一步深入研究聚合機(jī)理，優(yōu)化聚合工藝，解決了無(wú)催化劑熔融縮聚合成聚酯的單體普適性問題，實(shí)現(xiàn)了PET、聚呋喃二甲酸乙二醇酯（PEF）等芳香族聚酯的無(wú)催化劑合成。 本成果解決了聚酯工業(yè)的百年難題，屬于國(guó)際首創(chuàng)，并擁有完全的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，具有巨大的應(yīng)用潛力。

本發(fā)明公開了一種可生物降解的纖維素共混材料及其制備方法， 共混材料包括纖維素、離子液體和可生物降解聚合物，聚合物含量為 10～90wt％，離子液體含量為 2～63wt％，余量為纖維素；離子液體 作為增塑劑，破壞纖維素分子間氫鍵和增加自由體積，在熱機(jī)械作用 下賦予纖維素分子鏈充分的運(yùn)動(dòng)能力。方法是將離子液體與纖維素充 分混合后進(jìn)行混煉，得到離子液體-纖維素基料，再將其與聚合物進(jìn)行 熔融共混。本發(fā)明不僅具有可反復(fù)成型加工

成果描述：針對(duì)目前國(guó)內(nèi)的聚酯生產(chǎn)裝置的工藝落后、只能生產(chǎn)低檔通用料的難題，自主開發(fā)系列具有獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高檔PET專用樹脂的先進(jìn)制造工藝技術(shù)。 開發(fā)熱收縮膜共聚酯專用料或光學(xué)材料用專用料等。可提供共聚酯熱收縮膜專用樹脂的全套聚合技術(shù)及工藝，在PET裝置上實(shí)現(xiàn)共聚酯的聚合制造，關(guān)鍵技術(shù)工藝包括： 1）PET熱收縮膜專用料關(guān)鍵結(jié)構(gòu)表征及聚合實(shí)現(xiàn)，建立共聚單體含量、分布與收縮性能、結(jié)晶性能、加工性能之間的關(guān)系； 2）針對(duì)國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的PET裝置，提供PET熱收縮膜專用料生產(chǎn)內(nèi)控指標(biāo)及催化聚合工藝，指導(dǎo)裝置開發(fā)共聚酯產(chǎn)品。 3）建立共聚酯專用料結(jié)構(gòu)性能快速評(píng)價(jià)方法，指導(dǎo)裝置快速調(diào)整聚合工藝及條件，可控聚合制備合格產(chǎn)品。市場(chǎng)前景分析：目前國(guó)內(nèi)PET行業(yè)產(chǎn)能過剩狀況嚴(yán)重，低端產(chǎn)品需求早已飽和，高端產(chǎn)品（如特種聚酯薄膜）專用料又需大量進(jìn)口。聚酯熱收縮薄膜是一種新型熱收縮包裝材料， 由于它具有易于回收、無(wú)毒、無(wú)味、機(jī)械性能好、特別是符合環(huán)境保護(hù)等特點(diǎn)，在發(fā)達(dá)國(guó)家聚酯（PET）已成為取代聚氯乙烯（PVC）熱收縮薄膜的理想替代品。目前國(guó)內(nèi)至今尚無(wú)完全符合熱收縮薄膜產(chǎn)品要求的國(guó)產(chǎn)專用聚酯及與之相配套的成膜工藝問世。具有高附加值，市場(chǎng)需求巨大。與同類成果相比的優(yōu)勢(shì)分析：制備的產(chǎn)品滿足加工及使用性能要求，獲得市場(chǎng)認(rèn)可。如熱收縮型聚酯薄膜在常溫下穩(wěn)定，加熱時(shí)（玻璃化溫度以上）收縮，在一個(gè)方向上發(fā)生70%以上的熱收縮。國(guó)內(nèi)領(lǐng)先。

環(huán)氧樹脂和不飽和聚酯樹脂是熱固性樹脂中用量最大、應(yīng)用最廣的品種之一，應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，但都屬易燃產(chǎn)品。針對(duì)環(huán)氧樹脂和不飽和聚酯的易燃問題，本項(xiàng)技術(shù)通過分子設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)合成的一類高效膨脹型含磷阻燃劑、磷氮復(fù)合型高效無(wú)鹵阻燃劑（反應(yīng)型和添加型）以及復(fù)合納米催化技術(shù)。對(duì)于反應(yīng)型阻燃劑，合成的阻燃樹脂具有透明性好，阻燃性高，無(wú)熔滴，基體性能優(yōu)異等特點(diǎn)。對(duì)于添加型阻燃劑，具有添加分?jǐn)?shù)少，耐析出，產(chǎn)品透明性優(yōu)良、介電性能以及對(duì)于產(chǎn)品基體的性能損傷小等特點(diǎn)。在燃燒時(shí)不產(chǎn)生熔融滴落現(xiàn)象，熱釋放速率低，煙霧產(chǎn)生量低于同類產(chǎn)品 。例如：用于阻燃環(huán)氧樹脂，添加量 3-7% 時(shí)，可以達(dá)到 LOI>30 ，垂直燃燒 V-0 級(jí)，市場(chǎng)應(yīng)用前景廣泛。 主要技術(shù)、指標(biāo)： Tg = 135——170 °C (基于不同的結(jié)構(gòu)的阻燃劑單體)，熱膨脹系數(shù)＜280 ppm/°C， 吸水率＜0.8 wt%，介電常數(shù)＜4.0，氧指數(shù)＞29，垂直燃燒V-0。 建設(shè)投產(chǎn)條件（投入資金情況、需要的廠房、使用配套設(shè)施狀況等）： 生產(chǎn)規(guī)模：按1000噸計(jì)算（指環(huán)氧樹脂和不飽和聚酯專用阻燃劑規(guī)模） 設(shè)備投資：300萬(wàn)元； 產(chǎn)值：8000萬(wàn)元； 利稅：4000萬(wàn)元。

本技術(shù)開發(fā)了一系列具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的三元可生物降解的脂肪族-芳香族共聚酯, 不僅性能與 BASF公司開發(fā)的Ecoflex相當(dāng)，具有良好的生物降解性、加工性能和機(jī)械性能，而且合成方法相對(duì)簡(jiǎn)便，在普通的聚酯反應(yīng)器或加工設(shè)備上即可進(jìn)行。產(chǎn)品性能可通過調(diào)整共聚單元的比例或反應(yīng)時(shí)間來(lái)加以控制，從而滿足不同領(lǐng)域的應(yīng)用要求 主要技術(shù)、指標(biāo)： 拉伸強(qiáng)度： 10 ——40 MPa；斷裂伸長(zhǎng)率： 100%——1000% 熔融指數(shù)：3——10 g/min；分子量：4萬(wàn)——60萬(wàn) 建設(shè)投產(chǎn)條件（投入資金情況、需要的廠房、使用配套設(shè)施狀況等）： 年產(chǎn)3000噸所需儀器設(shè)備投資1000萬(wàn)元，廠房1800平米。

環(huán)境友好型聚酯用鈦系催化劑系列產(chǎn)品包括PET（聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯）、PBS（聚丁二酸丁二醇酯）、聚酯多元醇（己二酸或?qū)Ρ蕉姿峄⒎勰┩苛嫌镁埘サ榷鄠€(gè)聚酯品種生產(chǎn)所需的催化劑。上述鈦系催化劑外觀均為淺黃色至無(wú)色透明液體，具有常溫不水解、不含重金屬元素、活性高、選擇性高、添加量少、使用成本低、不屬易燃易爆危險(xiǎn)品等優(yōu)點(diǎn)，是取代現(xiàn)有重金屬（銻系和錫系）催化劑以及鈦酸酯類催化劑的新一代環(huán)境友好型催化劑。該系列鈦系催化劑產(chǎn)品由超細(xì)粉末國(guó)家工程研究中心自主開發(fā)，均已實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)，并在大型聚酯生產(chǎn)裝置（20萬(wàn)噸/年P(guān)ET裝置、1萬(wàn)噸/年P(guān)BS裝置等）成功得到應(yīng)用。

鎳鈦合金結(jié)構(gòu)房間隔缺損封堵器存在固有缺陷，可能引發(fā)嚴(yán)重并發(fā)癥。經(jīng)過前期工作證明了聚-4羥基 丁酸酯良好的生物相容性和體內(nèi)降解特性，并申請(qǐng)一種全新結(jié)構(gòu)的心臟缺損封堵器專利。擬對(duì)聚-4羥基丁 酸酯改性后制作3D打印墨水，利用光固化成型技術(shù)生產(chǎn)房間隔缺損封堵器，測(cè)試其生物相容性及力學(xué)性 能。同時(shí)構(gòu)建房間隔缺損動(dòng)物模型，根據(jù)缺損的三維形態(tài)打印個(gè)體化封堵器并進(jìn)行封堵治療，檢測(cè)封堵器 的治療效果，評(píng)價(jià)其臨床使用的可行性。

一、項(xiàng)目分類 關(guān)鍵核心技術(shù)突破 二、成果簡(jiǎn)介 據(jù)統(tǒng)計(jì)，1950年到2019年，全世界塑料產(chǎn)量超過了90億噸。塑料制品的壽命一般是1年到5年，使用完后，塑料制品就變成了廢塑料。廢塑料的處理不當(dāng)就產(chǎn)生了所謂的白色污染（White Pollution）。常見的廢塑料包括聚苯乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等高分子化合物制成的包裝袋、農(nóng)用地膜、一次性餐具、塑料瓶等塑料制品使用后被棄置成為固體廢物。絕大部分廢塑料在自然環(huán)境下完全降解至少需要一百年，因此廢塑料不僅導(dǎo)致了嚴(yán)重環(huán)境污染，還對(duì)水體生物造成嚴(yán)重影響，最終危害到人類健康。中國(guó)在2019年的廢塑料就高達(dá)6300萬(wàn)噸，價(jià)值超過1000億元。傳統(tǒng)的廢塑料處理包括物理回收和化學(xué)回收。物理回收的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單高效，缺點(diǎn)是回收的次數(shù)有限。化學(xué)回收是將廢塑料通過溶解分解、熱裂解、催化裂解的形式轉(zhuǎn)化為有用的化工原料，比如單體、汽油、氣體等。化學(xué)回收的優(yōu)點(diǎn)是能將廢塑料轉(zhuǎn)化為化工原料，缺點(diǎn)是產(chǎn)物往往是混合物，難以分離純化，附加值不是很高。將廢塑料可控降解為高附加值的產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)廢塑料的升級(jí)化學(xué)回收，是行業(yè)近年來(lái)需要重點(diǎn)解決的問題。

戊二醛是一種五碳雙縮醛化合物, 廣泛應(yīng)用于手術(shù)器械的滅菌和環(huán)境物品的消毒及食品餐具的滅菌與消毒等。由于戊二醛本身的內(nèi)在毒性以及使用不當(dāng)而造成的健康危害時(shí)有發(fā)生。它對(duì)皮膚、粘膜與呼吸道有刺激、對(duì)部分人群有致敏作用，并可引發(fā)氣喘和炎性或纖維性肺病。此外，戊二醛在畜牧品方面所造成的生產(chǎn)和環(huán)境安全問題也很嚴(yán)重。作為一種畜牧生產(chǎn)領(lǐng)域常用的高效消毒劑，戊二醛在防治畜牧養(yǎng)殖常見病害的同時(shí)也造成了環(huán)境污染。殘留在土壤中的戊二醛不僅抑制了病原微生物生長(zhǎng)，有益微生物的繁殖和生長(zhǎng)也受到影響。該成果提供了一株能降解戊二醛的氮假單胞菌，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)戊二醛污染土壤治理的一項(xiàng)空白，利用該菌劑可徹底清除環(huán)境中存在的戊二醛。 該菌株繁殖速度快，擴(kuò)大培養(yǎng)需要的原料價(jià)格低廉，經(jīng)濟(jì)效益好，有廣闊的應(yīng)用前景，投放市場(chǎng)可產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。 轉(zhuǎn)化條件：微生物菌劑生產(chǎn)無(wú)需大面積廠房，有發(fā)酵罐和分裝車間即可投入生產(chǎn)。 成果完成時(shí)間：2015年6月