脂肪-芳香族共聚聚酯生物降解材料“前途无量”
□   中石化上海石油化工股份有限公司  钱军  吴以准 王鸣义
　　编者按：随着石油资源的供应紧张，环保法规的日益严格和国家产业政策的鼓励，环境友好型聚合物成为新的
关注焦点。20世纪90年代以来，降解高分子材料成为世界各国研究开发的重点。目前已开发成功的生物降解高分
子材料主要有聚乳酸（PLA）、聚己内酯（PCL）、聚丁二醇丁二酸酯（PBS）、聚羟基烷酸酯（PHA）、聚碳酸亚丙酯（PPC）、
聚乙烯醇(PVA)、聚碳酸亚乙酯（PEC）等。受产品性能及成本等因素所限，这些材料在大范围推广方面存在局限，
而脂肪-芳香族共聚聚酯作为生物降解材料领域的新秀，结合了脂肪族聚酯良好的生物降解性、生物相容性和芳香
族聚酯优异的力学性能及热稳定性，加之其生产成本较低，发展前景不可估量。

融合各方优势  自身特性显著
　　在生物降解材料领域，脂肪族聚酯材料具有优良的生物相容性、生物降解性、聚合物和降解产物无毒等优点，
其中聚羟基丁酸酯（PHB）、聚己内酯（PCL）、PLA和PBS等已成功实现商业化并具备了一定的产业化规模，应用于
生物医用（骨骼固定与支撑材料、药物控释与缓释、神经导管与人造血管、手术缝合线等）和环境友好材料（垃圾
袋、购物袋、食品包装、餐具、农用地膜、日用瓶罐、渔具等）等领域。但随着应用的不断深入，脂肪族聚酯也暴
露出熔点低、力学性能差、产品韧性低等缺陷，难以满足实际应用中对材料性能多方面的要求。而且PBS等全脂肪
族聚酯产品的原料成本高昂，产品价格居高不下成为限制其进一步发展的主要瓶颈。而以聚对苯二甲酸乙二醇酯
（PET）为代表的热塑性芳香族聚酯热性能稳定，力学性能优良，便于加工，价格低廉，但生物降解性很差，也难
以满足人们的需求。
　　以芳香族二元酸（或其酯化物）、脂肪族二元酸（或其酯化物）为酸性单体，与单组分或多组分脂肪族二元醇
进行缩合聚合，制备的脂肪-芳香族共聚聚酯则结合了脂肪族聚酯的生物降解性和芳香族聚酯优异的物理力学性能，
在控制其产物化学结构、芳香族重复链结较小的情况下，产物可完全生物降解。脂肪-芳香族共聚聚酯克服了脂肪
族聚酯和芳香族聚酯的结晶性，并具有良好的塑料制品加工性能，此外因其具有优异的韧性，可作为淀粉、纤维素、
甲壳素和脱乙酰基多糖等天然材料及其他生物降解材料的增韧和改性材料。

产业化开发进展显著  市场前景可观
　　20世纪80年代以来多家化工公司致力于设计、合成脂肪-芳香族共聚聚酯的研究，并取得了丰硕的成果。巴
斯夫、三菱化学、伊士曼、昭和、杜邦以及韩国的SK化学等公司均已成功开发出脂肪-芳香族共聚聚酯产品，并建
立了规模化生产装置，目前国际市场销售的商品主要有6种品牌。
　　（1）Ecoflex?誖和Eastar Bio
　　德国巴斯夫公司聚合物研究所于上世纪90年代中期成功研发出商品名为“Ecoflex?誖”的CPE型脂肪-芳香族
共聚聚酯材料。该共聚聚酯以己二酸、1,4-丁二醇、对苯二甲酸二甲酯为原料，以钛酸四丁酯（TBOT）为催化剂，
通过酯交换、酯化、缩聚反应合成了具有长链支化结构的无规共聚酯生物降解材料。1999年该公司建成8000t/a
的中试装置，2006年底又新建一套6000t/a的中试装置，目前合计产能为1.4万t/a。此后，该公司又将其与聚乳
酸共混，开发商品名为Ecovio?誖的系列产品，该系列材料结合了聚乳酸的刚性，具有良好的韧性，可用作软性薄
膜包装材料。
　　美国伊士曼公司采用环乙二醇（CHDM）为二元醇的第二组分，以间苯二甲酸（IPA）为二元酸的第二组分，利
用PET技术开发成功“Eastar Bio”系列无规共聚聚酯产品，并在英国建成1.5万t/a生产线。
　　（2）GS Pla?誖
　　2003年日本三菱化学与味之素公司达成协议，合作进行环保持续型生物降解聚合物GS Pla?誖的工业开发，初
期产品定位是生物降解树脂市场，长远目标则用于替代聚烯烃。
　　GS Pla?誖共聚酯树脂以琥珀酸和1,4－丁二醇为主要原料，产品性能与聚烯烃相似。目前该树脂生产原料主
要来自于石油提炼物，年产量约3000t。2006年三菱化学制定了将原料来源转换为从植物中提炼及装置规模提升至
3万t/a的计划，但截至目前仍在进一步试验。
　　GS Pla?誖具有标准型的AZ系列和AD系列两种基本牌号，AZ系列熔点与聚乙烯接近，但透明性较差；通过对
AZ系列结晶种子的最佳化处理，控制结晶性，改进透明性和柔软性，即形成AD系列产品。
　　（3）Bionelle
　　昭和电工的Bionelle共聚聚酯生产主要由日本昭和高聚物和韩国SK化学公司提供脂肪族（PBS）和脂肪-芳香
族聚酯树脂原料，该产品主要用于日用品包装袋、农用膜、锥形交通路标及工业用盘子等。
　　（4）Sky Green BDP
　　SK 化学公司的Sky Green BDP产品具有类似LDPE的特性，可用于膜、餐具、食品盘、发刷柄及纸涂层等的生
产。
　　（5）Biomax
　　杜邦公司结合3种脂肪族单体对PET进行改性，开发了以PET为基础的“Biomax”产品，主要用于快餐包装、
垃圾袋、尿布衬背、农用膜、花盆及瓶罐等的生产。
　　目前，国内仅有中石化上海石化和北京化工研究院联合研发成功生物降解脂肪-芳香族共聚聚酯，并在上海石
化建有中试装置，产品已批量供应市场，未见其他同类产品入市。
　　生物降解塑料作为一类环保型材料，对全球环境保护及社会可持续发展战略的实施和推进具有重要意义，也是
塑料行业持续发展的目标和趋势。预计2010年世界生物降解塑料需求量和生产能力均将达到100万t/a，未来几
年的需求也将以30%的速度递增。其中，利用先进技术制备的脂肪－芳香族生物降解共聚聚酯新型环保材料，凭借
低生产成本及优异的生物降解性及物理力学性能，必将成为一次性餐饮具、厨具、膜及膜类制品、纸基覆膜和淋膜
制品、包装材料等各种用可弃和限次使用制品最具替代前景的可降解材料。