1.基于生物基1,3-丙二醇的TPU
1,3-丙二醇作為重要的有機合成原料和中間體而得到廣泛的應(yīng)用,主要用于食品、化妝品和制藥等行業(yè)。由于1,3-PDO可由可再生資源發(fā)酵而得,因此將其作為生物基TPU的原料也越來越引起了人們的關(guān)注。
目前,生物基1,3-PDO主要以生物質(zhì)和淀粉等可再生資源為原料先提煉出葡萄糖,之后在大腸桿菌中插入來自釀酒酵母菌中葡萄糖轉(zhuǎn)化為甘油的基因,再插入克雷伯氏菌中將甘油轉(zhuǎn)化成1,3-PDO的基因,以葡萄糖為底物,一步法生產(chǎn)出1,3-PDO,使其生產(chǎn)效率提高500倍,成本比化學法合成1,3-PDO還低25%。
我國也相繼開發(fā)了采用克雷伯氏菌野生菌進行甘油轉(zhuǎn)化生產(chǎn)1,3-PDO的工藝,轉(zhuǎn)化率超過了60%,并研制了以膜過濾、電滲析、離子交換為主的提純精制工藝,使產(chǎn)品純度大于99.5%,但該工藝由于采用甘油為底物,使生產(chǎn)成本高于杜邦的以葡萄糖為底物的生產(chǎn)工藝。
目前國外生物基1,3-PDO產(chǎn)能為6.5萬t/年,國內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模在2萬t年。為滿足反應(yīng)擠出合成要求,設(shè)計了脂肪族二異氰酸酯(1,6-六亞甲基二異氰酸酯)、聚乙二醇和玉米衍生的生物基1,3-丙二醇為原料的生物基TPU配方,并通過與使用傳統(tǒng)石油基1,3-丙二醇的TPU性能對比發(fā)現(xiàn),石油化工制備的1,3-丙二醇可以被其玉米衍生同系物取代,而不會犧牲TPU的任何性能。