1.成果名称及简介
(1)成果名称:生物基可生物降解PBST共聚酯合成与改性技术
(2)成果关键词:
绿色可持续高分子材料、可生物降解聚合物、脂肪-芳香共聚酯、PBST共聚酯
(3)成果简介:
PBST的全称为聚(丁二酸-co-对苯二甲酸丁二醇酯)共聚酯,是一种重要的可生物降解共聚酯,由丁二酸、对苯二甲酸和丁二醇三种单体通过酯化-熔融缩聚制得。采用生物基丁二酸生产的PBST还是一种生物基材料,其生物基含量20%。课题组拥有PBST共聚酯树脂的合成与改性、透明保鲜膜和高阻隔膜制备的全套技术。我们开发的PBST合成一代技术已于2020年实现工业化生产,产品通过堆肥认证并在市场获得应用。目前已开发出二代合成技术。相比一代技术,二代技术具有催化剂耐高温水解、副产物四氢呋喃产率更低,产品端羧基含量更低、结晶性更好等优势,可进行挤出、吹塑、注塑加工。相比PBAT共聚酯,PBST的透明性和气体阻隔性更高,其氧气、二氧化碳阻隔性是PBAT的3-4倍,水汽阻隔性是PBAT的1.5-2倍,用于透明包装膜具有明显的优势;经改性后气体阻隔性可达到甚至超过PET聚酯的水平。

2.知识产权情况
(1)知识产权类型:
☑专利 □软著 ☑技术秘密 □植物新品种 □集成电路布图设计 □其他:
(2)具体清单:
专利1:一种高透明高阻隔高韧性的可生物降解聚合物纳米复合膜及其制备方法2024119622344,2024.12.30,2025.09.22,吴林波Dereje 李伯耿, 浙江大学
专利2:一种易结晶的可生物降解脂肪-芳香共聚酯组合物及其制备方法, 2023112693062, 2023.09.28, 2025.09.12, 吴林波 秦鹏凯 李伯耿, 浙江大学
专利3:一种丁二醇聚酯的制备方法, 2023107939325, 2023.06.30, 2025.02.11, 吴林波 冯彦炜 李伯耿, 浙江大学
专利4:一种耐高温水解醇钛有机碱催化剂及其制备方法和应用,202310793981.9,2023.06.30,2024.11.05,吴林波 冯彦炜 李伯耿,浙江大学
专:5:一种耐高温水解的多组分二羰钛催化剂及其制备方法和应用,2023107939429, 2023.06.30, 2024.09.20, 吴林波 冯彦炜 李伯耿, 浙江大学
专利6:一种纳米复合分散液、高气体阻隔性纳米复合膜及其制备方法202110995344.0,2021.08.27,2022.11.29,吴林波 黄芳芳 李伯耿,浙江大学
专利7:长链支化聚酯及其制备方法201110127565.2,2011.05.17,2013.06.26,吴林波 吕冉冉,浙江大学
3.技术领域/行业分类
技术领域:化学工程、高分子材料
行业分类:J化工产品/35 高分子聚合物
4.创新链/产业链上下游的校内外其他科研团队
(1)上游:中石化北京化工研究院祝桂香团队;清华大学化工系郭宝华教授团队;东华大学李发学教授团队
(2)下游:中石化(海南)聚酯新材料有限公司
5.技术/行业痛点
PBAT是目前产量最大的可生物降解脂肪-芳香共聚酯,但PBAT是石油基聚合物,其模量和气体阻隔性过低,产品透明性较差,严重限制其应用。PBST是部分生物基聚合物、气体阻隔性和透明性明显优于PBAT,但也存在(1) 催化剂易水解导致聚合釜壁易结垢不利于长期稳定运行、(2) 副产物四氢呋喃产率高导致分离成本高、(3) PBST端羧基含量偏高、(4) 结晶性弱导致熔体加工性较差、(5) 产品成本偏高等技术痛点。
6.解决方案与技术优势
我们开发了耐高温水解催化剂和高效的聚合工艺,有效解决了催化剂易水解、副产物四氢呋喃产率低、端羧基含量偏高等难题,在高温酯化反应过程中催化剂不水解,四氢呋喃产率低于4%,有利于实现聚合过程的长期稳定运行,有利于降低副产物分离回收的成本;所得PBST的端羧基含量<20 mmol/kg,具有高分子量和高熔体强度;开发出PBST熔体结晶促进技术,显著改善PBST的熔体加工性,可顺利进行挤出、吹塑和注塑加工;首次发现PBST具有显著优于PBAT的气体阻隔性,并进一步开发高透明保鲜膜、高阻隔包装膜等高端PBST产品,提升产品附加值。

7.技术成熟度
□构思 □研发 □样品 ☑小试 ☑中试 ☑产业化、推广 ☑其他: 一代技术已工业化生产;二代技术完成小试,待中试放大。
8.应用前景
(1)适用领域:购物袋、垃圾袋、透明保鲜膜、高阻隔包装膜、农用地膜、纤维及其制品
(2)目标客户:可生物降解膜、袋、纤维生产商
(3)消费群体:农用地膜、包装材料等领域的工业用户;品牌零售商;终端消费者。
(4)商业计划及市场前景:PBST是一种生物基可生物降解聚合物,比PBAT更加绿色环保;PBST具有比PBAT更优异的气体阻隔性、透明性和力学性能,更适合用在农用地膜、包装材料、医疗用品等等性能要求更高的场景,克服PBAT因性能难以满足应用需求而难以推广的问题,市场前景广阔。
9.合作转化方式
☑普通许可 ☑排他许可 ☑独占许可 ☑转让 □作价入股
☑技术开发 □技术咨询 □技术服务 ☑其他: 面议
10.意向合作方
☑国有企业 ☑上市公司 ☑行业龙头企业 ☑其他:
11.意向合作金额
□10万—50万 □50万—100万 ☑100万—500万
☑500万—1000万 ☑1000万以上 □其他金额:
12.科研团队
(1)项目负责人:姓名 吴林波 ,职务职级 教授
(2)主要成员:姓名 胡激江 ,职务职级 高级工程师 ……
(3)科研团队的简介
浙江大学化工学院吴林波教授团队依托化学工程与低碳技术全国重点实验室和浙江大学衢州研究院,针对聚合物产业面临的资源短缺、环境污染、性能不足等重大问题,在国家自然科学基金项目、973/支撑计划/国家重点研发计划项目子课题和企业委托项目的资助下,长期致力于绿色/高性能聚合物材料产品工程和过程技术的研究开发工作,重点开展生物基、可生物降解、高性能、功能化聚酯的应用基础研究,包括聚羟基酸、脂肪-芳香共聚酯、呋喃二甲酸聚酯、高耐热高透明聚酯、磺化聚酯等,其中,研发的可生物降解脂肪-芳香PBST共聚酯一代合成技术已实现万吨级工业化生产。发表学术论文130篇,他引4700多次,H因子36,获50多项中国发明专利授权。2009、2014年先后入选浙江省“新世纪151人才工程”第三、二层次培养人员。
(4)本成果转化的联系老师:姓名:吴林波 ,邮箱: wulinbo@zju.edu.cn,手机/微信: 13857102973